Cercetătorii Fraunhofer speră să îmbunătățească eficiența încărcării acasă
Cercetătorii de la Fraunhofer urmăresc să sporească eficiențaîncărcare acasă. Încărcarea cu curent alternativ, fie printr-o priză de uz casnic obișnuit sau aîncărcător cutie de perete, duce adesea la pierderi semnificative de energie. Un consorțiu condus de Fraunhofer IZM lucrează acum pentru a îmbunătăți eficiența încărcării cu energie electrică de uz casnic.
Provocarea vine din faptul că rețeaua electrică funcționează pe curent alternativ, în timp ce bateriile vehiculelor stochează curent continuu, necesitând un proces de conversie. ÎnÎncărcare AC, această conversie are loc în interiorul vehicululuiîncărcător de bord, care implică inevitabil pierderi de energie. Deși există diferențe între utilizarea unei unități ICCB la alimentarea cu energie de uz casnic și a unui încărcător de cutie de perete, niciunul nu elimină complet aceste pierderi.
Ca parte a proiectului „EnerConnect”, finanțat de BMBF, cercetătorii de la Institutul Fraunhofer pentru Fiabilitate și Microintegrare IZM, alături de Universitatea Tehnică din Berlin, Delta Electronics Inc., BIT GmbH și Infineon Technologies AG, explorează un circuit care utilizează inovații bidirecționale. blocarea tranzistorilor-conductori GaN din nitrură de galiu.
La fel ca carbura de siliciu (SiC), care este deja parțial utilizată în electronica de putere a vehiculelor electrice, semiconductorii GaN facilitează frecvențele de comutare ridicate, permițând componente mai mici și potențial mai puțin costisitoare. Cu toate acestea, tranzistoarele convenționale GaN pot bloca tensiunea doar într-o singură direcție. În schimb, tranzistoarele GaN cu blocare bidirecțională prezintă două structuri de poartă care gestionează atât tensiunile negative, cât și cele pozitive, făcându-le deosebit de utile pentru convertoare și redresoare conectate la rețeaua publică, după cum a menționat Fraunhofer IZM.
Circuitul dezvoltat de echipa „EnerConnect” ar fi prea complex cu semiconductori tradiționali, dar tehnologia GaN îl face fezabil. Acest sistem, cunoscut sub numele de convertor buck-boost, poate găzdui atât tensiuni de intrare mai mari, cât și mai mici. Cheia constă în tranzistoarele de blocare bidirecționale, care valorifică avantajele acestui design. În mod tradițional, redresoarele active din vehiculele electrice funcționează la tensiuni înalte, dar noul circuit care este investigat permite setări de tensiune mai scăzută, ceea ce ajută la reducerea pierderilor de comutare.
Mai mult, acest circuit permite o reducere a treptelor convertizorului. De obicei, într-un redresor, tensiunea de intrare este mai întâi mărită cu două componente și apoi redusă pentru a se potrivi cu tensiunea necesară a bateriei. Prin folosirea tranzistoarelor GaN cu blocare bidirecțională, acești doi pași pot fi simplificați într-o singură etapă a convertorului, sporind eficiența și scăzând costurile materialelor.
Ca rezultat, eficiența convertorului ar putea ajunge până la 99%, cu o creștere suplimentară a frecvenței de comutare posibilă. Cercetătorii au stabilit un obiectiv ambițios de 300 kHz. „Țintirea unei frecvențe de comutare de 300 kHz ar putea crește densitatea de putere până la15 kWpe litru - o creștere cu 800% față de încărcătoarele actuale de pe piață", potrivit Fraunhofer IZM. Această inovație ar putea duce la crearea unui încărcător de bord puternic, care este mai mic decât modelele existente.
În anunțul lor, Fraunhofer IZM a subliniat „avantajele semnificative în densitatea și eficiența puterii”, sugerând că încărcarea vehiculelor electrice de la prize standard de uz casnic ar putea deveni mult mai eficientă. Deși acest lucru nu echivalează cu capacitățile de încărcare aleÎncărcătoare rapide DC, implică potențialul de compactareÎncărcătoare de bord de 22 kW. În prezent, majoritatea mașinilor electrice sunt echipate cu trei fazeÎncărcătoare de bord de 11 kWla 16 amperi; din motive de cost și spațiu, mulți producători nu oferă22 kWmodele. Tranzistoarele GaN ar putea aborda atât provocările legate de spațiu, cât și de cost, producândÎncărcătoare de bord de 22 kWmai accesibil.
Site-ul de știri originale:
electrice.com, fraunhofer.de
Etichete: #Încărcare AC #încărcător cutie de perete #încărcare acasă #Încărcătoare rapide DC #Încărcătoare de bord de 22 kW #încărcător de bord #Încărcătoare de bord de 11 kW