Fraunhofer-forskere håper å forbedre effektiviteten til hjemmelading
Forskere ved Fraunhofer har som mål å forbedre effektiviteten avhjemmelading. Lading med vekselstrøm, enten gjennom et vanlig husholdningsuttak eller enveggbokslader, fører ofte til betydelige energitap. Et konsortium ledet av Fraunhofer IZM jobber nå med å forbedre effektiviteten av lading ved hjelp av husholdningselektrisitet.
Utfordringen kommer fra det faktum at strømnettet opererer på vekselstrøm mens bilbatterier lagrer likestrøm, noe som krever en konverteringsprosess. IAC lading, denne konverteringen skjer i kjøretøyetslader ombord, som uunngåelig pådrar seg energitap. Selv om det er forskjeller mellom å bruke en ICCB-enhet på husholdningsstrøm og en veggbokslader, eliminerer ingen av disse tapene fullstendig.
Som en del av det BMBF-finansierte 'EnerConnect'-prosjektet, utforsker forskere fra Fraunhofer Institute for Reliability and Microintegration IZM, sammen med det tekniske universitetet i Berlin, Delta Electronics Inc., BIT GmbH og Infineon Technologies AG, en krets som bruker innovative toveier blokkerer GaN-transistorer-halvledere laget av galliumnitrid.
I likhet med silisiumkarbid (SiC), som allerede er delvis brukt i elektriske kjøretøykraftelektronikk, letter GaN-halvledere høye svitsjefrekvenser, noe som muliggjør mindre og potensielt rimeligere komponenter. Imidlertid kan konvensjonelle GaN-transistorer bare blokkere spenning i én retning. I kontrast har toveis blokkerende GaN-transistorer to portstrukturer som håndterer både negative og positive spenninger, noe som gjør dem spesielt nyttige for omformere og likerettere koblet til det offentlige nettet, som bemerket av Fraunhofer IZM.
Kretsen utviklet av 'EnerConnect'-teamet ville være altfor kompleks med tradisjonelle halvledere, men GaN-teknologi gjør det mulig. Dette systemet, kjent som en buck-boost-omformer, kan romme både høyere og lavere inngangsspenninger. Nøkkelen ligger i de toveis blokkerende transistorene, som utnytter fordelene med denne designen. Tradisjonelt opererer aktive likerettere i elektriske kjøretøy ved høye spenninger, men den nye kretsen som undersøkes gir mulighet for lavere spenningsinnstillinger, noe som bidrar til å redusere koblingstap.
Dessuten muliggjør denne kretsen en reduksjon i omformertrinn. Vanligvis, i en likeretter, økes inngangsspenningen først med to komponenter og deretter reduseres for å matche den nødvendige batterispenningen. Ved å bruke toveis blokkerende GaN-transistorer, kan disse to trinnene strømlinjeformes til ett enkelt omformertrinn, noe som øker effektiviteten og reduserer materialkostnadene.
Som et resultat kan effektiviteten til omformeren potensielt nå opp til 99 %, med en ytterligere økning i svitsjefrekvens også mulig. Forskere har satt et ambisiøst mål på 300 kHz. "Å sikte på en byttefrekvens på 300 kHz kan øke strømtettheten til15 kWper liter-en 800 % økning i forhold til dagens ladere," ifølge Fraunhofer IZM. Denne innovasjonen kan føre til etableringen av en kraftig innebygd lader som er mindre enn eksisterende modeller.
I sin kunngjøring la Fraunhofer IZM vekt på de "betydelige fordelene i krafttetthet og effektivitet", og antydet at lading av elektriske kjøretøy fra standarduttak i husholdningen kan bli mye mer effektiv. Selv om dette ikke tilsvarer ladekapasiteten tilDC hurtigladere, innebærer det potensialet for kompakt22 kW innebygde ladere. Foreløpig er de fleste elbiler utstyrt med trefase11 kW innebygde ladereved 16 ampere; av hensyn til kostnad og plass, mange produsenter tilbyr ikke22 kWmodeller. GaN-transistorer kan løse både plass- og kostnadsutfordringer, og lage22 kW innebygde laderemer tilgjengelig.
Opprinnelig nyhetsnettsted:
electrive.com, fraunhofer.de
Tags: #AC-lading #veggbokslader #hjemmelading #DC hurtigladere #22 kW innebygde ladere #ombordlader #11 kW innebygde ladere