40 kW SiC didelio efektyvumo nuolatinės srovės EV įkrovimo modulis

Didelio efektyvumo SiC įkrovimo modulis yra labai potencialus, nes sparčiai auga aukštos įtampos greitojo įkrovimo paklausa. Po „Porsche“ pasaulinės 800 V aukštos įtampos platformos modelio „Taycan“ premjeros 2019 m. rugsėjį, didelės elektromobilių kompanijos išleido 800 V aukštos įtampos greitojo įkrovimo modelius, tokius kaip „Hyundai IONIQ“, „Lotus Eletre“, „BYD Dolphin“, „Audi RS e-tron GT“ ir kt. Visi jie buvo pristatyti arba pradėti masiškai gaminti per pastaruosius dvejus metus. 800 V greitasis įkrovimas tampa pagrindine rinkos tendencija; „CITIC Securities“ prognozuoja, kad iki 2025 m. aukštos įtampos greitojo įkrovimo modelių skaičius pasieks 5,18 mln., o skverbties rodiklis išaugs nuo dabartinių kiek daugiau nei 10 % iki 34 %. Tai taps pagrindine aukštos įtampos greitojo įkrovimo rinkos augimo varomąja jėga, ir tikimasi, kad iš to tiesiogiai naudosis tiekėjų įmonės. Remiantis vieša informacija, įkrovimo modulis yra pagrindinė įkrovimo krūvos sudedamoji dalis, sudaranti apie 50% visų įkrovimo krūvos kainos; iš jų puslaidininkinis maitinimo įtaisas sudaro 30% įkrovimo modulio kainos, t. y. puslaidininkinis maitinimo modulis sudaro apie 15% įkrovimo krūvos kainos, taps pagrindine naudos gavėjų grandine įkrovimo krūvos rinkos plėtros procese. Šiuo metu įkrovimo poliuose naudojami maitinimo įrenginiai daugiausia yra IGBT ir MOSFET tranzistoriai, kurie abu yra silicio pagrindu pagaminti produktai, o įkrovimo polių kūrimas nuolatinės srovės greitajam įkrovimui iškėlė aukštesnius reikalavimus maitinimo įrenginiams. Siekdami, kad automobilio įkrovimas būtų toks pat greitas kaip degalų papildymas degalinėje, automobilių gamintojai aktyviai ieško medžiagų, kurios gali pagerinti efektyvumą, o silicio karbidas šiuo metu yra lyderis. Silicio karbidas pasižymi atsparumu aukštai temperatūrai, atsparumu aukštam slėgiui, didele galia ir kt., o tai gali pagerinti energijos konversijos efektyvumą ir sumažinti produkto tūrį. Dauguma elektromobilių naudoja įmontuotas kintamosios srovės įkrovimo schemas, kurias pilnai įkrauti reikia kelių valandų. Didelės galios (pvz., 30 kW ir didesnės) naudojimas greitam elektromobilių įkrovimui tapo kita svarbia įkrovimo stotelių išdėstymo kryptimi. Nepaisant didelės galios įkrovimo polių privalumų, jie taip pat kelia daug iššūkių, tokių kaip: poreikis įgyvendinti didelės galios aukšto dažnio perjungimo operacijas ir šiluma, susidaranti dėl konversijos nuostolių. Tačiau SiC MOSFET ir diodų gaminiai pasižymi dideliu atsparumu įtampai, atsparumu aukštai temperatūrai ir greitu perjungimo dažniu, todėl juos galima gerai naudoti įkrovimo polių moduliuose. Palyginti su tradiciniais silicio pagrindu pagamintais įtaisais, silicio karbido moduliai gali padidinti įkrovimo polių išėjimo galią beveik 30 % ir sumažinti nuostolius net 50 %. Tuo pačiu metu silicio karbido įtaisai taip pat gali padidinti įkrovimo polių stabilumą. Įkrovimo polių atveju kaina vis dar yra vienas iš svarbių veiksnių, ribojančių plėtrą, todėl įkrovimo polių galios tankis yra labai svarbus, o SiC įtaisai yra raktas į didelį galios tankį. Kaip aukštos įtampos, didelio greičio ir didelės srovės įtaisas, silicio karbido įtaisai supaprastina nuolatinės srovės polių įkrovimo modulio grandinės struktūrą, padidina įrenginio galios lygį ir žymiai padidina galios tankį, o tai sudaro sąlygas sumažinti įkrovimo polių sistemos sąnaudas. Ilgalaikio sąnaudų ir naudojimo efektyvumo požiūriu, didelės galios įkrovimo poliai, naudojantys SiC įrenginius, atvers didžiules rinkos galimybes. Remiantis „CITIC Securities“ duomenimis, šiuo metu silicio karbido įtaisų įsiskverbimo rodiklis naujose energiją varomų transporto priemonių įkrovimo poliuose yra tik apie 10 %, o tai taip pat palieka daug erdvės didelės galios įkrovimo poliams. „MIDA Power“, kaip pirmaujanti nuolatinės srovės įkrovimo pramonės tiekėja, sukūrė ir išleido įkrovimo modulio produktą su didžiausiu galios tankiu – pirmąjį IP65 apsaugos lygio įkrovimo modulį su nepriklausoma oro kanalų technologija. Turėdama stiprią tyrimų ir plėtros komandą bei orientuodamasi į rinką, „MIDA Power“ skyrė daug pastangų ir sėkmingai sukūrė 40 kW SiC didelio efektyvumo įkrovimo modulį. Turėdamas kvapą gniaužiantį daugiau nei 97 % maksimalų efektyvumą ir itin platų įėjimo įtampos diapazoną nuo 150 iki 1000 V nuolatinės srovės, 40 kW SiC įkrovimo modulis atitinka beveik visus pasaulio įvesties standartus ir tuo pačiu metu žymiai taupo energiją. Sparčiai augant įkrovimo polių skaičiui, manoma, kad ateityje SiC MOSFET tranzistoriai ir „MIDA Power“ 40 kW SiC įkrovimo modulis bus vis dažniau naudojami įkrovimo poliuose, kuriems reikės didesnio galios tankio.