מודול טעינה לרכבי חשמל DC של SiC ביעילות גבוהה בגודל 40 קילוואט

מודול טעינה יעיל במיוחד של SiC הוא בעל פוטנציאל גבוה, שכן הביקוש לטעינה מהירה במתח גבוה עולה בעקבות הבכורה העולמית של פורשה את דגם הטייקאן, פלטפורמת המתח הגבוה 800V, בספטמבר 2019, חברות רכב חשמליות גדולות הוציאו דגמי טעינה מהירה במתח גבוה 800V, כגון Hyundai IONIQ, Lotus Eletre, BYD Dolphin, Audi RS e-tron GT ועוד. כולם סופקו או עוברים ייצור המוני בשנתיים אלה. טעינה מהירה 800V הופכת לזרם המרכזי בשוק; CITIC Securities צופה שעד שנת 2025 מספר דגמי הטעינה המהירה במתח גבוה יגיע ל-5.18 מיליון, ושיעור החדירה יגדל מקצת יותר מ-10% הנוכחי ל-34%. זה יהפוך לכוח המניע המרכזי לצמיחת שוק הטעינה המהירה במתח גבוה, וחברות במעלה הזרם צפויות להפיק מכך תועלת ישירה. על פי מידע ציבורי, מודול הטעינה הוא המרכיב המרכזי של ערימת הטעינה, המהווה כ-50% מהעלות הכוללת של ערימת הטעינה; ביניהם, התקן הכוח של מוליכים למחצה מהווה 30% מעלות מודול הטעינה, כלומר, מודול הכוח של מוליכים למחצה מהווה כ-15% מעלות ערימת הטעינה, ויהפוך לשרשרת המרוויחה העיקרית בתהליך הפיתוח של שוק ערימת הטעינה. כיום, התקני הכוח המשמשים בערימות טעינה הם בעיקר IGBT ו-MOSFET, שניהם מוצרים מבוססי סיליקון, ופיתוח ערימות טעינה לטעינה מהירה של זרם ישר העלה דרישות גבוהות יותר להתקני כוח. על מנת להפוך את טעינת המכונית למהירה כמו תדלוק בתחנת דלק, יצרניות רכב מחפשות באופן פעיל חומרים שיכולים לשפר את היעילות, וסיליקון קרביד הוא כיום המוביל. לסיליקון קרביד יתרונות של עמידות בטמפרטורה גבוהה, עמידות בלחץ גבוה, הספק גבוה וכו', אשר יכולים לשפר את יעילות המרת האנרגיה ולהפחית את נפח המוצר. רוב כלי הרכב החשמליים משתמשים במערכות טעינה AC מובניות, אשר טעינה מלאה אורכת מספר שעות. שימוש בהספק גבוה (כגון 30 קילוואט ומעלה) כדי לממש טעינה מהירה של כלי רכב חשמליים הפך לכיוון החשוב הבא של ערימות טעינה. למרות היתרונות של ערימות טעינה בעלות הספק גבוה, הן מביאות גם אתגרים רבים, כגון: הצורך לממש פעולות מיתוג בתדר גבוה בהספק גבוה, והחום הנוצר מהפסדי המרה. עם זאת, למוצרי MOSFET ודיודה מסיליקון קרביד יש מאפיינים של עמידות למתח גבוה, עמידות לטמפרטורה גבוהה ותדר מיתוג מהיר, אשר ניתנים לשימוש טוב במודולי ערימות טעינה. בהשוואה להתקנים מסורתיים מבוססי סיליקון, מודולי סיליקון קרביד יכולים להגדיל את הספק המוצא של ערימות טעינה בכמעט 30%, ולהפחית הפסדים עד 50%. במקביל, התקני סיליקון קרביד יכולים גם לשפר את יציבות ערימות הטעינה. עבור ערימות טעינה, העלות עדיין היא אחד הגורמים החשובים המגבילים את הפיתוח, ולכן צפיפות ההספק של ערימות הטעינה חשובה מאוד, והתקני SiC הם המפתח להשגת צפיפות הספק גבוהה. כהתקן בעל מתח גבוה, מהירות גבוהה וזרם גבוה, התקני סיליקון קרביד מפשטים את מבנה המעגל של מודול טעינת ערימות DC, מגדילים את רמת ההספק של היחידה ומגדילים משמעותית את צפיפות ההספק, מה שסולל את הדרך להפחתת עלות המערכת של ערימות הטעינה. מנקודת מבט של עלות ויעילות שימוש לטווח ארוך, ערימות טעינה בעלות הספק גבוה המשתמשות במכשירי SiC יפתחו הזדמנויות שוק עצומות. על פי נתוני CITIC Securities, נכון לעכשיו, שיעור החדירה של התקני סיליקון קרביד בערימות טעינה חדשות לרכבי אנרגיה הוא רק כ-10%, מה שמותיר גם מקום רחב לערימות טעינה בעלות הספק גבוה. כספקית מובילה בתעשיית טעינת הזרם הישר, MIDA Power פיתחה והוציאה לאור את מודול הטעינה בעל צפיפות ההספק הגבוהה ביותר, מודול הטעינה הראשון בעל רמת הגנה IP65 וטכנולוגיית תעלות אוויר עצמאית. בעזרת צוות מחקר ופיתוח חזק ועקרון מכוון שוק, MIDA Power השקיעה מאמץ רב ופיתחה בהצלחה את מודול הטעינה SiC בעל יעילות גבוהה בהספק 40 קילוואט. עם יעילות שיא עוצרת נשימה של יותר מ-97% וטווח מתחי קלט רחב במיוחד מ-150 וולט DC עד 1000 וולט DC, מודול הטעינה SiC בהספק 40 קילוואט עומד כמעט בכל תקני הקלט בעולם תוך שהוא חוסך באנרגיה באופן דרמטי. עם הצמיחה המהירה של מספר ערימות הטעינה, ההערכה היא כי טרנזיסטורי MOSFET SiC ומודול הטעינה SiC 40 קילוואט של MIDA Power יהיו בשימוש תכוף יותר ויותר בערימות טעינה הדורשות צפיפות הספק גבוהה יותר בעתיד.