Výzkumníci společnosti Fraunhofer doufají, že zlepší efektivitu domácího nabíjení
Cílem výzkumníků ve Fraunhoferu je zvýšit efektivitudomácí nabíjení. Nabíjení střídavým proudem, ať už z běžné domácí zásuvky nebo anástěnná nabíječka, často vede ke značným energetickým ztrátám. Konsorcium vedené společností Fraunhofer IZM nyní pracuje na zlepšení efektivity nabíjení pomocí domácí elektřiny.
Problém vyvstává ze skutečnosti, že elektrická síť funguje na střídavý proud, zatímco baterie vozidel akumulují stejnosměrný proud, což vyžaduje proces přeměny. VAC nabíjení, tato přeměna probíhá v rámci vozidlapalubní nabíječka, což nevyhnutelně způsobuje energetické ztráty. I když existují rozdíly mezi používáním jednotky ICCB na domácí napájení a nástěnnou nabíječkou, ani jedna z nich tyto ztráty zcela neodstraňuje.
V rámci projektu „EnerConnect“ financovaného BMBF zkoumají výzkumníci z Fraunhoferova institutu pro spolehlivost a mikrointegraci IZM spolu s Technickou univerzitou v Berlíně, Delta Electronics Inc., BIT GmbH a Infineon Technologies AG obvod využívající inovativní obousměrně blokovací GaN tranzistory-polovodiče vyrobené z nitridu galia.
Podobně jako karbid křemíku (SiC), který se již částečně používá ve výkonové elektronice elektrických vozidel, umožňují polovodiče GaN vysoké spínací frekvence, což umožňuje menší a potenciálně levnější součástky. Konvenční tranzistory GaN však mohou blokovat napětí pouze v jednom směru. Naproti tomu obousměrné blokovací tranzistory GaN mají dvě hradlové struktury, které zvládají záporná i kladná napětí, díky čemuž jsou zvláště užitečné pro konvertory a usměrňovače připojené k veřejné síti, jak poznamenal Fraunhofer IZM.
Obvod vyvinutý týmem „EnerConnect“ by byl příliš složitý s tradičními polovodiči, ale technologie GaN to umožňuje. Tento systém, známý jako buck-boost konvertor, dokáže pojmout vyšší i nižší vstupní napětí. Klíč spočívá v obousměrných blokovacích tranzistorech, které těží z výhod této konstrukce. Aktivní usměrňovače v elektrických vozidlech tradičně pracují při vysokém napětí, ale nový zkoumaný obvod umožňuje nastavení nižšího napětí, což pomáhá snižovat spínací ztráty.
Navíc tento obvod umožňuje snížení počtu stupňů měniče. Typicky je v usměrňovači vstupní napětí nejprve zvýšeno o dvě složky a poté sníženo tak, aby odpovídalo požadovanému napětí baterie. Použitím obousměrných blokovacích tranzistorů GaN lze tyto dva kroky zefektivnit do jednoho stupně převodníku, což zvyšuje účinnost a snižuje náklady na materiál.
V důsledku toho by účinnost měniče mohla potenciálně dosáhnout až 99 %, přičemž je také možné další zvýšení spínací frekvence. Výzkumníci si stanovili ambiciózní cíl 300 kHz. „Zaměření na spínací frekvenci 300 kHz by mohlo zvýšit hustotu výkonu15 kWna litr – 800% nárůst oproti současným nabíječkám na trhu," uvádí Fraunhofer IZM. Tato inovace by mohla vést k vytvoření výkonné palubní nabíječky, která je menší než stávající modely.
Fraunhofer IZM ve svém oznámení zdůraznil „významné výhody v hustotě výkonu a účinnosti“ a naznačil, že nabíjení elektrických vozidel ze standardních domácích zásuvek by mohlo být mnohem efektivnější. I když to neodpovídá nabíjecím kapacitámDC rychlé nabíječky, to znamená potenciál pro kompaktníPalubní nabíječky 22 kW. V současnosti je většina elektromobilů vybavena třífázovýmiPalubní nabíječky 11 kWpři 16 ampérech; z důvodu nákladů a prostoru mnoho výrobců nenabízí22 kWmodely. Tranzistory GaN by mohly řešit problémy s prostorem i nákladyPalubní nabíječky 22 kWdostupnější.
Původní zpravodajský web:
elective.com, fraunhofer.de
Štítky: #AC nabíjení #nabíječka do nástěnné krabice #domácí nabíjení #DC rychlonabíječky #22 kW palubní nabíječky #palubní nabíječka #11 kW palubní nabíječky