Высокоэффективный зарядный модуль постоянного тока для электромобилей SiC мощностью 40 кВт

Высокоэффективный зарядный модуль SiC имеет большой потенциал, поскольку спрос на высоковольтную быструю зарядку стремительно растет. После мировой премьеры Porsche Taycan на высоковольтной платформе 800 В в сентябре 2019 года крупные компании по производству электромобилей выпустили модели с быстрой высоковольтной зарядкой 800 В, такие как Hyundai IONIQ, Lotus Eletre, BYD Dolphin, Audi RS e-tron GT и т. д. Все они были поставлены или запущены в массовое производство в течение этих двух лет. Быстрая зарядка 800 В становится основной на рынке; CITIC Securities прогнозирует, что к 2025 году количество моделей высоковольтных быстрых зарядных станций достигнет 5,18 млн, а уровень проникновения увеличится с нынешних чуть более 10% до 34%. Это станет основной движущей силой роста рынка высоковольтных быстрых зарядных станций, и ожидается, что компании, занимающиеся добычей, получат от этого прямую выгоду. Согласно общедоступной информации, зарядный модуль является основным компонентом зарядного устройства, на его долю приходится около 50% от общей стоимости зарядного устройства; среди них полупроводниковое силовое устройство составляет 30% от стоимости зарядного модуля, то есть полупроводниковый силовой модуль составляет около 15% от стоимости зарядного устройства, и станет основным бенефициаром в процессе развития рынка зарядных устройств. В настоящее время силовые устройства, используемые в зарядных батареях, в основном представляют собой IGBT и MOSFET, оба из которых изготовлены на основе кремния. Разработка зарядных батарей для быстрой зарядки постоянным током предъявляет более высокие требования к силовым устройствам. Чтобы сделать зарядку автомобиля такой же быстрой, как заправка на заправке, автопроизводители активно ищут материалы, способные повысить эффективность, и в настоящее время лидером является карбид кремния. Карбид кремния обладает такими преимуществами, как высокая термостойкость, устойчивость к высокому давлению, высокая мощность и т.д., что позволяет повысить эффективность преобразования энергии и уменьшить объём изделия. Большинство электромобилей используют встроенные схемы зарядки переменного тока, полная зарядка которых занимает несколько часов. Использование высокой мощности (например, 30 кВт и более) для быстрой зарядки электромобилей стало следующим важным направлением развития зарядных станций. Несмотря на преимущества мощных зарядных столбов, они также создают множество проблем, таких как необходимость реализации высокочастотных коммутационных операций высокой мощности и выделение тепла из-за потерь на преобразование. Однако SiC MOSFET и диоды обладают высокой стойкостью к напряжению, высокой температурной стойкостью и высокой частотой коммутации, что позволяет эффективно использовать их в зарядных модулях. По сравнению с традиционными кремниевыми устройствами, модули из карбида кремния способны увеличить выходную мощность зарядных столбов почти на 30% и снизить потери до 50%. Кроме того, устройства из карбида кремния также повышают стабильность работы зарядных столбов. Для зарядных свай стоимость по-прежнему является одним из важных факторов, ограничивающих развитие, поэтому удельная мощность зарядных свай очень важна, и устройства на основе карбида кремния играют ключевую роль в достижении этой плотности мощности. Будучи высоковольтными, высокоскоростными и сильноточными устройствами, устройства на основе карбида кремния упрощают схемотехническую структуру модуля зарядки постоянного тока, повышают мощность блока и значительно увеличивают удельную мощность, что открывает путь к снижению стоимости системы зарядного свая. С точки зрения долгосрочной стоимости и эффективности использования мощные зарядные батареи с использованием устройств на основе SiC откроют огромные возможности на рынке. По данным CITIC Securities, в настоящее время уровень проникновения устройств из карбида кремния в зарядные станции для новых энергетических транспортных средств составляет всего около 10%, что также оставляет широкое поле для зарядных станций высокой мощности. Будучи ведущим поставщиком в индустрии зарядки постоянного тока, компания MIDA Power разработала и выпустила зарядный модуль с самой высокой плотностью мощности — первый зарядный модуль с уровнем защиты IP65 и независимой технологией воздуховодов. Благодаря сильной команде НИОКР и ориентированному на рынок принципу, MIDA Power приложила немало усилий и успешно разработала высокоэффективный зарядный модуль SiC мощностью 40 кВт. Благодаря захватывающему пиковому КПД более 97% и сверхширокому диапазону входного напряжения от 150 В постоянного тока до 1000 В постоянного тока, зарядный модуль SiC мощностью 40 кВт соответствует практически всем мировым стандартам входного напряжения и при этом значительно экономит энергию. В связи с быстрым ростом числа зарядных блоков считается, что SiC MOSFET и зарядный модуль MIDA Power SiC мощностью 40 кВт будут все чаще использоваться в зарядных блоках, требующих более высокой плотности мощности в будущем.