600007 г. Владимир, ул. 16 лет Октября, д. 68А, литер "Ф", этаж 2, помещение 12
+7 (4922) 53-10-31
info@skb-proton.ru

Электромобили напряжением 800 В заряжаются в основной сети с помощью устройств питания SiC

Технологии силовой преобразовательной техники

В ближайшие 10 лет потребность в силовой электронике для электромобилей (EV) значительно возрастет. Это особенно верно, потому что автомобильный рынок BEV растет так быстро, с IDTechEx прогнозируется 15%-ный средний показатель по всему миру. Во всем мире средневзвешенная емкость аккумуляторов BEVs растет, что создает нагрузку на цепочки поставок аккумуляторов и вызывает неопределенность. В результате, силовой агрегат при проектировании приоритет должен отдаваться эффективности цикла привода, что означает, что теперь необходима высоковольтная широкополосная силовая электроника, такая как силовые устройства SiC.

Подробный анализ силовой электроники EV представлен в новом отчете IDTechEx “Силовая электроника для электромобилей 2023-2033,”, которая также предлагает технологическую информацию об изменяющихся полупроводниковых материалах и материалах упаковки, включая силовые устройства Si, GaN и SiC, материалы для крепления под давлением, склеивание проволокой, терморегулирование и многое другое. Для инверторов, бортовые зарядные устройства (OBC) и преобразователи постоянного тока, сегментированные по напряжению (600 В, 1200 В), IDTechEx предоставляет подробные оценки, включая продажи за единицу, ГВт и спрос в долларах США (Si, SiC, GaN).

SiC и GaN — это материалы новейшего поколения WBG, заменяющие Si IGBT, которые доминировали в линейке устройств средней и высокой мощности в течение 20 лет, в том числе в электроэлектронике. Поскольку модули высокого напряжения и высокой плотности мощности, работающие при более высоких температурах, становятся нормой, это коренным образом повлияет на дизайн новых устройств питания, особенно на материалы, используемые для корпусов.

Повышение эффективности работы двигателя и более высокие уровни мощности быстрой зарядки постоянным током (DCFC), такие как 350 кВт, являются двумя основными факторами, определяющими переход с 350-400 В на 800 В и выше. Из-за низкой доступности по сравнению с зарядными устройствами переменного тока и высоких затрат, связанных с инфраструктурой 800 В, совместимость с DCFC в настоящее время является довольно слабым фактором. На самом деле, согласно исследованию IDTechEx “Зарядная инфраструктура для электромобилей и автопарков 2022-2032,”в 2022 году насчитывалось около 3 миллионов установок для зарядки переменным током в отличие от 50 000 установок постоянного тока мощностью более 100 кВт. Переход на 800 В не обязательно обусловлен повышением уровня постоянного тока, несмотря на то, что это более идеально. Хорошим примером является Tesla, которая установила нагнетатели мощностью 250 кВт, оставаясь при этом на своей платформе 350V.

Аргумент 800 В сильнее с точки зрения эффективности. В результате можно свести к минимуму джоулевы потери и уменьшить размеры высоковольтных кабелей. В сочетании с МОП-транзисторами SiC это часто приводит к повышению эффективности на 5-10%, что может позволить уменьшить габариты дорогостоящей батареи, сэкономить средства или увеличить дальность полета автомобиля, что дает ему конкурентное преимущество.