Módulo de carga de CC para vehículos eléctricos de alta eficiencia de 40 kW con carburo de silicio (SiC)

El módulo de carga de alta eficiencia de SiC tiene un gran potencial, ya que la demanda de carga rápida de alto voltaje está aumentando. Tras el estreno mundial del modelo Taycan de Porsche con plataforma de alto voltaje de 800 V en septiembre de 2019, las grandes compañías de vehículos eléctricos han lanzado modelos de carga rápida de alto voltaje de 800 V, como el Hyundai IONIQ, el Lotus Eletre, el BYD Dolphin, el Audi RS e-tron GT, etc. Todos ellos se han entregado o están en producción en masa en estos dos años. La carga rápida de 800 V se está convirtiendo en la norma en el mercado. CITIC Securities predice que para 2025, el número de modelos de carga rápida de alto voltaje alcanzará los 5,18 millones, y la tasa de penetración aumentará del actual poco más del 10 % al 34 %. Esto se convertirá en el principal motor del crecimiento del mercado de carga rápida de alto voltaje, y se espera que las empresas proveedoras se beneficien directamente de ello. Según la información pública, el módulo de carga es el componente principal de la pila de carga, representando aproximadamente el 50% del costo total de la misma; dentro de este, el dispositivo de potencia semiconductor representa el 30% del costo del módulo de carga, es decir, el módulo de potencia semiconductor representa aproximadamente el 15% del costo de la pila de carga, convirtiéndose así en el principal beneficiario de la cadena de valor en el proceso de desarrollo del mercado de pilas de carga. Actualmente, los dispositivos de potencia utilizados en los puntos de carga son principalmente IGBT y MOSFET, ambos basados ​​en silicio. El desarrollo de puntos de carga para la carga rápida en CC ha planteado mayores exigencias para estos dispositivos. Para lograr una carga de vehículos tan rápida como repostar en una gasolinera, los fabricantes buscan activamente materiales que mejoren la eficiencia, y el carburo de silicio es actualmente el material líder. El carburo de silicio ofrece ventajas como alta resistencia a la temperatura, alta presión y alta potencia, lo que permite mejorar la eficiencia de conversión de energía y reducir el volumen del producto. La mayoría de los vehículos eléctricos utilizan sistemas de carga de CA integrados, que requieren varias horas para una carga completa. El uso de alta potencia (como 30 kW o más) para lograr una carga rápida de vehículos eléctricos se ha convertido en la próxima tendencia importante en el diseño de estaciones de carga. A pesar de las ventajas de las estaciones de carga de alta potencia, también presentan numerosos desafíos, como la necesidad de realizar operaciones de conmutación de alta potencia y alta frecuencia, y el calor generado por las pérdidas de conversión. Sin embargo, los MOSFET y diodos de SiC poseen características como alta resistencia a la tensión y a la temperatura, y una rápida frecuencia de conmutación, lo que los hace idóneos para su uso en módulos de estaciones de carga. En comparación con los dispositivos tradicionales basados ​​en silicio, los módulos de carburo de silicio pueden aumentar la potencia de salida de las estaciones de carga en casi un 30 % y reducir las pérdidas hasta en un 50 %. Asimismo, los dispositivos de carburo de silicio mejoran la estabilidad de las estaciones de carga. En el caso de las estaciones de carga, el costo sigue siendo uno de los factores más importantes que limitan su desarrollo. Por ello, la densidad de potencia es crucial, y los dispositivos de carburo de silicio (SiC) son clave para lograrla. Al ser dispositivos de alto voltaje, alta velocidad y alta corriente, los dispositivos de carburo de silicio simplifican la estructura del circuito del módulo de carga de CC, aumentan la potencia unitaria y, por consiguiente, la densidad de potencia, lo que permite reducir el costo del sistema de carga. Desde la perspectiva del coste a largo plazo y la eficiencia de uso, los puntos de carga de alta potencia que utilizan dispositivos de SiC abrirán enormes oportunidades de mercado. Según datos de CITIC Securities, actualmente la tasa de penetración de dispositivos de carburo de silicio en los puntos de recarga de vehículos de nueva energía es de tan solo un 10%, lo que deja un amplio margen para los puntos de recarga de alta potencia. Como proveedor líder en la industria de carga de CC, MIDA Power ha desarrollado y lanzado el módulo de carga con la mayor densidad de potencia, el primer módulo de carga con nivel de protección IP65 y tecnología de conducto de aire independiente. Con un sólido equipo de I+D y una clara orientación al mercado, MIDA Power ha dedicado grandes esfuerzos al desarrollo del módulo de carga SiC de alta eficiencia de 40 kW. Con una impresionante eficiencia máxima superior al 97 % y un amplio rango de voltaje de entrada de 150 V CC a 1000 V CC, el módulo de carga SiC de 40 kW cumple con prácticamente todos los estándares de entrada del mundo, a la vez que ahorra energía de forma drástica. Ante el rápido crecimiento del número de estaciones de carga, se prevé que los MOSFET SiC y el módulo de carga SiC de 40 kW de MIDA Power se utilicen cada vez con mayor frecuencia en estaciones de carga que requieran una mayor densidad de potencia en el futuro.