Высокоэффективный модуль зарядки электромобилей постоянным током на основе SiC мощностью 40 кВт

Высокоэффективные зарядные модули на основе SiC обладают огромным потенциалом, поскольку спрос на быструю зарядку высоким напряжением стремительно растёт. После мировой премьеры модели Taycan с высоковольтной платформой 800 В, состоявшейся в сентябре 2019 года, крупные производители электромобилей выпустили модели с быстрой зарядкой от 800 В, такие как Hyundai IONIQ, Lotus Eletre, BYD Dolphin, Audi RS e-tron GT и другие. Все они уже поставлены или находятся в серийном производстве в течение последних двух лет. Быстрая зарядка от 800 В становится основным методом на рынке. По прогнозам CITIC Securities, к 2025 году количество моделей высоковольтной быстрой зарядки достигнет 5,18 миллиона, а уровень проникновения на рынок вырастет с нынешних чуть более 10% до 34%. Это станет основной движущей силой роста рынка высоковольтной быстрой зарядки, и ожидается, что компании-поставщики получат от этого прямую выгоду. Согласно общедоступной информации, зарядный модуль является ключевым компонентом зарядной станции, составляя около 50% от общей стоимости зарядной станции; при этом на полупроводниковые силовые устройства приходится 30% стоимости зарядного модуля, то есть на полупроводниковые силовые модули приходится около 15% стоимости зарядной станции, и они станут основной цепочкой выгодоприобретателей в процессе развития рынка зарядных станций. В настоящее время в зарядных устройствах в основном используются силовые транзисторы IGBT и MOSFET, оба на основе кремния. Развитие зарядных устройств для быстрой зарядки постоянным током предъявляет более высокие требования к силовым приборам. Чтобы зарядка автомобиля стала такой же быстрой, как заправка на автозаправке, автопроизводители активно ищут материалы, способные повысить эффективность, и в настоящее время лидером в этой области является карбид кремния. Карбид кремния обладает такими преимуществами, как высокая термостойкость, высокая устойчивость к давлению, высокая мощность и т.д., что позволяет повысить эффективность преобразования энергии и уменьшить габариты изделия. Большинство электромобилей используют бортовые системы зарядки переменным током, полная зарядка которых занимает несколько часов. Использование высокой мощности (например, 30 кВт и выше) для быстрой зарядки электромобилей стало следующим важным направлением в компоновке зарядных станций. Несмотря на преимущества мощных зарядных устройств, они также сопряжены со множеством проблем, таких как: необходимость реализации высокочастотных и мощных импульсных переключений, а также тепловыделение, вызванное потерями при преобразовании. Однако SiC MOSFET и диоды обладают такими характеристиками, как высокое сопротивление напряжению, высокая термостойкость и высокая частота переключения, что позволяет использовать их в модулях зарядных устройств. По сравнению с традиционными кремниевыми устройствами, модули на основе карбида кремния позволяют увеличить выходную мощность зарядных устройств почти на 30% и снизить потери на 50%. В то же время, устройства на основе карбида кремния также повышают стабильность зарядных устройств. Для зарядных станций стоимость по-прежнему остается одним из важных факторов, ограничивающих развитие, поэтому удельная мощность зарядных станций имеет большое значение, и устройства на основе карбида кремния являются ключом к достижению высокой удельной мощности. Как высоковольтные, высокоскоростные и сильноточные устройства, устройства на основе карбида кремния упрощают структуру схемы модуля зарядки постоянного тока, повышают уровень мощности устройства и значительно увеличивают удельную мощность, что открывает путь к снижению стоимости системы зарядной станции. С точки зрения долгосрочной экономической эффективности и производительности, мощные зарядные станции на основе SiC-устройств откроют огромные рыночные возможности. Согласно данным CITIC Securities, в настоящее время доля устройств на основе карбида кремния в зарядных станциях для электромобилей составляет всего около 10%, что также оставляет большой простор для мощных зарядных станций. Компания MIDA Power, ведущий поставщик в индустрии зарядных устройств постоянного тока, разработала и выпустила зарядный модуль с самой высокой удельной мощностью — первый зарядный модуль с уровнем защиты IP65 и независимой технологией воздуховодов. Благодаря сильной команде разработчиков и ориентации на рынок, MIDA Power приложила значительные усилия и успешно разработала высокоэффективный зарядный модуль на основе SiC мощностью 40 кВт. Обладая впечатляющей пиковой эффективностью более 97% и сверхшироким диапазоном 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, при этом значительно экономя энергию. В связи с быстрым ростом числа зарядных станций, ожидается, что SiC MOSFET и зарядный модуль SiC мощностью 40 кВт от MIDA Power будут все чаще использоваться в зарядных станциях, требующих более высокой удельной мощности.