Modulo di ricarica CC per veicoli elettrici ad alta efficienza da 40 kW in SiC

Il modulo di ricarica ad alta efficienza SiC ha un grande potenziale, dato che la domanda di ricarica rapida ad alta tensione è in forte aumento. Dopo la presentazione in anteprima mondiale del modello Taycan con piattaforma ad alta tensione da 800 V da parte di Porsche nel settembre 2019, le principali case produttrici di veicoli elettrici hanno lanciato modelli con ricarica rapida ad alta tensione da 800 V, come Hyundai IONIQ, Lotus Elettre, BYD Dolphin, Audi RS e-tron GT, ecc. Tutti questi modelli sono stati consegnati o sono entrati in produzione di massa in questi due anni. La ricarica rapida a 800 V sta diventando lo standard del mercato. CITIC Securities prevede che entro il 2025 il numero di modelli con ricarica rapida ad alta tensione raggiungerà i 5,18 milioni e il tasso di penetrazione aumenterà dall'attuale poco più del 10% al 34%. Questo diventerà il principale motore di crescita per il mercato della ricarica rapida ad alta tensione e si prevede che le aziende a monte della filiera ne trarranno un beneficio diretto. Secondo le informazioni pubbliche, il modulo di ricarica è il componente principale della colonnina di ricarica, rappresentando circa il 50% del costo totale; tra questi, il dispositivo di potenza a semiconduttore rappresenta il 30% del costo del modulo di ricarica, ovvero circa il 15% del costo della colonnina di ricarica, e diventerà il principale beneficiario nel processo di sviluppo del mercato delle colonnine di ricarica. Attualmente, i dispositivi di potenza utilizzati nelle colonnine di ricarica sono principalmente IGBT e MOSFET, entrambi prodotti a base di silicio, e lo sviluppo di colonnine di ricarica per la ricarica rapida in corrente continua ha imposto requisiti più elevati per i dispositivi di potenza. Per rendere la ricarica dell'auto veloce quanto il rifornimento di carburante in una stazione di servizio, le case automobilistiche sono alla ricerca attiva di materiali in grado di migliorare l'efficienza, e il carburo di silicio è attualmente in prima linea. Il carburo di silicio presenta vantaggi quali resistenza alle alte temperature, resistenza alle alte pressioni, elevata potenza, ecc., che possono migliorare l'efficienza di conversione energetica e ridurre il volume del prodotto. La maggior parte dei veicoli elettrici utilizza sistemi di ricarica a corrente alternata a bordo, che richiedono diverse ore per una ricarica completa. L'utilizzo di alta potenza (come 30 kW e oltre) per realizzare una ricarica rapida dei veicoli elettrici è diventato il prossimo importante obiettivo per la progettazione delle stazioni di ricarica. Nonostante i vantaggi offerti dalle colonnine di ricarica ad alta potenza, queste presentano anche numerose sfide, come la necessità di realizzare operazioni di commutazione ad alta frequenza e ad alta potenza e il calore generato dalle perdite di conversione. Tuttavia, i MOSFET e i diodi in SiC possiedono caratteristiche di elevata resistenza alla tensione e alle alte temperature, nonché un'elevata frequenza di commutazione, che li rendono adatti all'impiego nei moduli delle colonnine di ricarica. Rispetto ai tradizionali dispositivi a base di silicio, i moduli in carburo di silicio possono aumentare la potenza di uscita delle colonnine di ricarica di quasi il 30% e ridurre le perdite fino al 50%. Allo stesso tempo, i dispositivi in ​​carburo di silicio possono anche migliorare la stabilità delle colonnine di ricarica. Per le colonnine di ricarica, il costo rimane uno dei fattori principali che limitano lo sviluppo; pertanto, la densità di potenza è di fondamentale importanza e i dispositivi al carburo di silicio (SiC) sono la chiave per raggiungere un'elevata densità di potenza. Essendo dispositivi ad alta tensione, alta velocità e alta corrente, i dispositivi al carburo di silicio semplificano la struttura del circuito del modulo di ricarica a corrente continua della colonnina, aumentano il livello di potenza unitaria e incrementano significativamente la densità di potenza, aprendo la strada alla riduzione dei costi di sistema della colonnina di ricarica. Dal punto di vista dei costi a lungo termine e dell'efficienza d'uso, le colonnine di ricarica ad alta potenza che utilizzano dispositivi SiC apriranno enormi opportunità di mercato. Secondo i dati di CITIC Securities, attualmente il tasso di penetrazione dei dispositivi al carburo di silicio nelle colonnine di ricarica per veicoli a energia alternativa è solo del 10% circa, il che lascia ampio spazio alle colonnine di ricarica ad alta potenza. In qualità di fornitore leader nel settore della ricarica CC, MIDA Power ha sviluppato e lanciato sul mercato il modulo di ricarica con la più alta densità di potenza, il primo modulo di ricarica con grado di protezione IP65 e tecnologia di canalizzazione dell'aria indipendente. Grazie a un solido team di ricerca e sviluppo e a un approccio orientato al mercato, MIDA Power ha profuso notevoli sforzi per sviluppare con successo il modulo di ricarica SiC da 40 kW ad alta efficienza. Con un'eccezionale efficienza di picco superiore al 97% e un'ampia gamma di tensione di ingresso da 150 V CC a 1000 V CC, il modulo di ricarica SiC da 40 kW soddisfa praticamente tutti gli standard di ingresso a livello mondiale, garantendo al contempo un notevole risparmio energetico. Con la rapida crescita del numero di colonnine di ricarica, si prevede che i MOSFET SiC e il modulo di ricarica SiC da 40 kW di MIDA Power saranno sempre più utilizzati nelle colonnine di ricarica che richiedono una maggiore densità di potenza.