40kW vysokoúčinný nabíjací modul jednosmerného prúdu pre elektromobily SiC

Vysokoúčinný nabíjací modul SiC má vysoký potenciál, pretože dopyt po vysokonapäťovom rýchlonabíjaní prudko rastie Po svetovej premiére modelu Taycan s vysokonapäťovou platformou 800 V od spoločnosti Porsche v septembri 2019 uviedli veľké spoločnosti zaoberajúce sa elektromobilmi na trh modely s vysokonapäťovým rýchlonabíjaním s napätím 800 V, ako napríklad Hyundai IONIQ, Lotus Eletre, BYD Dolphin, Audi RS e-tron GT atď. Všetky boli dodané alebo sa hromadne vyrábajú v priebehu týchto dvoch rokov. Rýchlonabíjanie s napätím 800 V sa stáva na trhu mainstreamom; Spoločnosť CITIC Securities predpovedá, že do roku 2025 dosiahne počet modelov vysokonapäťových rýchlonabíjačiek 5,18 milióna a miera penetrácie sa zvýši zo súčasných mierne vyše 10 % na 34 %. Toto sa stane hlavnou hnacou silou rastu trhu s vysokonapäťovými rýchlonabíjačkami a očakáva sa, že z toho budú priamo profitovať aj spoločnosti pôsobiace v dodávateľskom reťazci. Podľa verejne dostupných informácií je nabíjací modul hlavnou súčasťou nabíjacieho systému a predstavuje približne 50 % celkových nákladov na nabíjací systém; polovodičové napájacie zariadenie predstavuje 30 % nákladov na nabíjací modul, čo znamená, že polovodičový napájací modul predstavuje približne 15 % nákladov na nabíjací systém, a stane sa hlavným beneficientným reťazcom v procese vývoja trhu s nabíjacími systémami. V súčasnosti sa v nabíjacích batériách používajú najmä IGBT a MOSFETy, pričom oba sú na báze kremíka. Vývoj nabíjacích batérií pre rýchle nabíjanie jednosmerným prúdom kladie vyššie požiadavky na výkonové zariadenia. Aby bolo nabíjanie auta rovnako rýchle ako tankovanie na čerpacej stanici, výrobcovia automobilov aktívne hľadajú materiály, ktoré môžu zlepšiť účinnosť, a karbid kremíka je v súčasnosti lídrom. Karbid kremíka má výhody vysokej teplotnej odolnosti, odolnosti voči vysokému tlaku, vysokého výkonu atď., čo môže zlepšiť účinnosť premeny energie a znížiť objem produktu. Väčšina elektrických vozidiel používa palubné nabíjacie systémy so striedavým prúdom, ktorých úplné nabitie trvá niekoľko hodín. Použitie vysokého výkonu (napríklad 30 kW a viac) na rýchle nabíjanie elektrických vozidiel sa stalo ďalším dôležitým smerom v návrhu nabíjacích stĺpov. Napriek výhodám vysokovýkonných nabíjacích článkov prinášajú aj množstvo výziev, ako napríklad: potrebu realizovať vysokovýkonné vysokofrekvenčné spínacie operácie a teplo generované stratami pri konverzii. SiC MOSFET a diódové produkty sa však vyznačujú odolnosťou voči vysokému napätiu, vysokou teplotnou odolnosťou a rýchlou spínacou frekvenciou, čo je možné dobre využiť v moduloch nabíjacích článkov. V porovnaní s tradičnými zariadeniami na báze kremíka môžu moduly z karbidu kremíka zvýšiť výstupný výkon nabíjacích článkov takmer o 30 % a znížiť straty až o 50 %. Zároveň môžu zariadenia z karbidu kremíka tiež zvýšiť stabilitu nabíjacích článkov. V prípade nabíjacích stĺpov sú náklady stále jedným z dôležitých faktorov obmedzujúcich vývoj, takže hustota výkonu nabíjacích stĺpov je veľmi dôležitá a zariadenia SiC sú kľúčom k dosiahnutiu vysokej hustoty výkonu. Zariadenia z karbidu kremíka ako vysokonapäťové, vysokorýchlostné a vysokoprúdové zariadenia zjednodušujú obvodovú štruktúru modulu nabíjania jednosmerných stĺpov, zvyšujú úroveň výkonu jednotky a výrazne zvyšujú hustotu výkonu, čo umožňuje zníženie systémových nákladov na nabíjací stĺp. Z hľadiska dlhodobej nákladovej a používateľskej efektívnosti prinesú vysokovýkonné nabíjacie stĺpy s použitím zariadení SiC obrovské trhové príležitosti. Podľa údajov spoločnosti CITIC Securities je v súčasnosti miera penetrácie zariadení z karbidu kremíka v nabíjacích pilotoch pre nové energetické vozidlá iba približne 10 %, čo tiež ponecháva široký priestor pre vysokovýkonné nabíjacie piloty. Ako popredný dodávateľ v odvetví jednosmerného nabíjania, spoločnosť MIDA Power vyvinula a uviedla na trh nabíjací modul s najvyššou hustotou výkonu, prvý nabíjací modul s krytím IP65 a technológiou nezávislých vzduchových kanálov. Vďaka silnému tímu pre výskum a vývoj a trhovo orientovanému princípu spoločnosť MIDA Power venovala veľké úsilie a úspešne vyvinula vysokoúčinný nabíjací modul SiC s výkonom 40 kW. S úchvatnou špičkovou účinnosťou viac ako 97 % a super širokým rozsahom vstupného napätia od 150 VDC do 1 000 VDC spĺňa nabíjací modul SiC s výkonom 40 kW takmer všetky svetové vstupné štandardy a zároveň dramaticky šetrí energiu. S rýchlym rastom počtu nabíjacích stĺpov sa predpokladá, že SiC MOSFETy a nabíjací modul MIDA Power 40 kW SiC sa v budúcnosti budú čoraz častejšie používať v nabíjacích stĺpoch, ktoré vyžadujú vyššiu hustotu výkonu.