40 kW-os SiC nagy hatékonyságú DC elektromos töltőmodul

A SiC nagy hatékonyságú töltőmodul nagy potenciállal rendelkezik, mivel a nagyfeszültségű gyorstöltés iránti kereslet növekszik. A Porsche 2019 szeptemberi világpremierjét követően, a 800 V-os nagyfeszültségű platformmodell, a Taycan világpremierjét követően a nagy elektromos járműgyártók olyan 800 V-os nagyfeszültségű gyorstöltő modelleket dobtak piacra, mint a Hyundai IONIQ, a Lotus Eletre, a BYD Dolphin, az Audi RS e-tron GT stb. Mindegyiket leszállították vagy tömeggyártásba vették az elmúlt két évben. A 800 V-os gyorstöltés egyre elterjedtebb a piacon; A CITIC Securities előrejelzése szerint 2025-re a nagyfeszültségű gyorstöltő modellek száma eléri az 5,18 milliót, a penetrációs arány pedig a jelenlegi valamivel több mint 10%-ról 34%-ra fog emelkedni. Ez lesz a nagyfeszültségű gyorstöltő piac növekedésének fő hajtóereje, és a termelési folyamatokat folytató vállalatok várhatóan közvetlenül profitálnak majd belőle. A nyilvános információk szerint a töltőmodul a töltőoszlop központi eleme, a töltőoszlop teljes költségének körülbelül 50%-át teszi ki; ezek közül a félvezető teljesítménymodul a töltőmodul költségének 30%-át teszi ki, azaz a félvezető teljesítménymodul a töltőoszlop költségének körülbelül 15%-át teszi ki, és a töltőoszlop piac fejlesztési folyamatának fő kedvezményezettjévé válik. Jelenleg a töltőoszlopokban használt tápegységek főként IGBT-k és MOSFET-ek, amelyek mindkettő Si-alapú termék, és a töltőoszlopok DC gyorstöltésre való fejlesztése magasabb követelményeket támasztott a tápegységekkel szemben. Annak érdekében, hogy az autó töltése olyan gyors legyen, mint a benzinkúton történő tankolás, az autógyártók aktívan keresik a hatékonyságot javító anyagokat, és a szilícium-karbid jelenleg vezető szerepet tölt be ezekben. A szilícium-karbid előnyei közé tartozik a magas hőmérséklet-állóság, a nagy nyomásállóság, a nagy teljesítmény stb., ami javíthatja az energiaátalakítás hatékonyságát és csökkentheti a termék térfogatát. A legtöbb elektromos jármű fedélzeti váltakozó áramú töltési rendszereket használ, amelyek teljes feltöltése több órát vesz igénybe. A nagy teljesítményű (például 30 kW-os és nagyobb) töltés az elektromos járművek gyors töltéséhez a töltőoszlopok következő fontos elrendezési irányává vált. A nagy teljesítményű töltőoszlopok előnyei ellenére számos kihívást is jelentenek, mint például a nagy teljesítményű, nagyfrekvenciás kapcsolási műveletek megvalósításának szükségessége, valamint az átalakítási veszteségek által termelt hő. A SiC MOSFET és dióda termékek azonban nagy feszültségállósággal, magas hőmérséklet-állósággal és gyors kapcsolási frekvenciával rendelkeznek, amelyek jól alkalmazhatók töltőoszlop modulokban. A hagyományos szilícium alapú eszközökhöz képest a szilícium-karbid modulok közel 30%-kal növelhetik a töltőoszlopok kimeneti teljesítményét, és akár 50%-kal csökkenthetik a veszteségeket. Ugyanakkor a szilícium-karbid eszközök a töltőoszlopok stabilitását is növelhetik. A töltőoszlopok esetében a költség továbbra is az egyik fontos fejlesztési korlátozó tényező, ezért a töltőoszlopok teljesítménysűrűsége nagyon fontos, és a SiC-eszközök kulcsfontosságúak a nagy teljesítménysűrűség eléréséhez. Nagyfeszültségű, nagysebességű és nagyáramú eszközként a szilícium-karbid eszközök leegyszerűsítik az egyenáramú töltőoszlop-modul áramköri szerkezetét, növelik az egység teljesítményszintjét, és jelentősen növelik a teljesítménysűrűséget, ami utat nyit a töltőoszlop rendszerköltségeinek csökkentéséhez. A hosszú távú költség- és felhasználási hatékonyság szempontjából a SiC-eszközöket használó nagy teljesítményű töltőoszlopok hatalmas piaci lehetőségeket nyitnak meg. A CITIC Securities adatai szerint jelenleg a szilícium-karbid eszközök penetrációs aránya az új energiahordozók töltőoszlopaiban mindössze 10%, ami nagy teret enged a nagy teljesítményű töltőoszlopok számára is. Az egyenáramú töltési iparág vezető beszállítójaként a MIDA Power kifejlesztette és piacra dobta a legnagyobb teljesítménysűrűségű töltőmodult, az első IP65 védettségi szintű, független légcsatorna-technológiával ellátott töltőmodult. Erős K+F csapatával és piacorientált elveivel a MIDA Power sok energiát fektetett a 40 kW-os SiC nagy hatékonyságú töltőmodul kifejlesztésébe. Lélegzetelállító, több mint 97%-os csúcshatékonyságával és a 150 VDC-től 1000 VDC-ig terjedő, rendkívül széles bemeneti feszültségtartománnyal a 40 kW-os SiC töltőmodul szinte minden bemeneti szabványnak megfelel a világon, miközben jelentősen megtakarítja az energiát. A töltőoszlopok számának gyors növekedésével úgy vélik, hogy a SiC MOSFET-eket és a MIDA Power 40 kW-os SiC töltőmodulját egyre gyakrabban fogják használni a nagyobb teljesítménysűrűséget igénylő töltőoszlopokban a jövőben.