40 kW SiC suure tõhususega alalisvoolu EV laadimismoodul

SiC-i suure tõhususega laadimismoodulil on suur potentsiaal, kuna nõudlus kõrgepinge kiirlaadimise järele kasvab kiiresti. Pärast Porsche 800V kõrgepinge platvormimudeli Taycan maailmaesitlust 2019. aasta septembris on suured elektriautode tootjad välja andnud 800V kõrgepinge kiirlaadimisega mudeleid, näiteks Hyundai IONIQ, Lotus Eletre, BYD Dolphin, Audi RS e-tron GT jne. Kõiki neid on viimase kahe aasta jooksul tarnitud või masstootmises. 800V kiirlaadimine on turul muutumas peavooluks; CITIC Securities ennustab, et 2025. aastaks ulatub kõrgepinge kiirlaadimismudelite arv 5,18 miljonini ning leviku määr tõuseb praegusest veidi üle 10%-st 34%-ni. Sellest saab kõrgepinge kiirlaadimisturu kasvu peamine liikumapanev jõud ning eeldatavasti saavad sellest otsest kasu ka ülesvoolu ettevõtted. Avaliku teabe kohaselt on laadimismoodul laadimisvaia põhikomponent, moodustades umbes 50% laadimisvaia kogumaksumusest; nende hulgas moodustab pooljuhttoiteseade 30% laadimismooduli maksumusest, st pooljuhttoitemoodul moodustab umbes 15% laadimisvaia maksumusest, saades laadimisvaia turu arendusprotsessi peamiseks abisaajaks. Praegu kasutatakse laadimisvaiades peamiselt IGBT-sid ja MOSFET-e, mis mõlemad on ränipõhised tooted, ning laadimisvaiade arendamine alalisvoolu kiirlaadimiseks on esitanud toiteseadmetele kõrgemad nõuded. Et auto laadimine oleks sama kiire kui bensiinijaamas tankimine, otsivad autotootjad aktiivselt materjale, mis parandaksid efektiivsust, ja ränikarbiid on praegu liider. Ränikarbiidil on eelised kõrge temperatuurikindluse, kõrge rõhukindluse ja suure võimsuse osas, mis parandab energia muundamise efektiivsust ja vähendab toote mahtu. Enamik elektriautosid kasutab pardal vahelduvvoolu laadimisskeeme, mille täielik laadimine võtab mitu tundi. Järgmiseks oluliseks laadimispunktide paigutussuunaks on saanud suure võimsuse (näiteks 30 kW ja rohkem) kasutamine elektriautode kiireks laadimiseks. Vaatamata suure võimsusega laadimisvaia eelistele toob see kaasa ka palju väljakutseid, näiteks vajadus teostada suure võimsusega kõrgsageduslikke lülitusoperatsioone ja muundamise kadudest tekkiv soojus. SiC MOSFET- ja dioodtoodetel on aga kõrge pingetakistus, kõrge temperatuuritaluvus ja kiire lülitussagedus, mida saab hästi kasutada laadimisvaia moodulites. Võrreldes traditsiooniliste ränipõhiste seadmetega võivad ränikarbiidmoodulid suurendada laadimisvaia väljundvõimsust ligi 30% ja vähendada kadusid kuni 50%. Samal ajal võivad ränikarbiidiseadmed parandada ka laadimisvaia stabiilsust. Laadimisvaiade puhul on hind endiselt üks olulisi arendust piiravaid tegureid, seega on laadimisvaiade võimsustihedus väga oluline ja SiC-seadmed on suure võimsustiheduse saavutamise võti. Kõrgepinge, kiire ja suure voolutugevusega seadmena lihtsustavad ränikarbiidist seadmed alalisvoolu vaiade laadimismooduli vooluringi struktuuri, suurendavad seadme võimsustaset ja suurendavad oluliselt võimsustihedust, mis sillutab teed laadimisvaia süsteemikulude vähendamiseks. Pikaajalise kulu ja kasutustõhususe seisukohast avavad SiC-seadmeid kasutavad suure võimsusega laadimisvaiad tohutuid turuvõimalusi. CITIC Securitiesi andmete kohaselt on ränikarbiidist seadmete läbitungimise määr uutes energiasõidukite laadimisvaiades praegu vaid umbes 10%, mis jätab ka laia ruumi suure võimsusega laadimisvaiadele. Alalisvoolu laadimise valdkonna juhtiva tarnijana on MIDA Power välja töötanud ja välja lasknud suurima võimsustihedusega laadimismooduli, mis on esimene IP65 kaitsetasemega laadimismoodul sõltumatu õhukanalite tehnoloogiaga. Tugeva teadus- ja arendusmeeskonna ning turule orienteeritud põhimõtte abil on MIDA Power pühendanud palju pingutusi ja edukalt välja töötanud 40 kW SiC-i suure efektiivsusega laadimismooduli. Hingematvalt hea tipptõhususega üle 97% ja ülilaia sisendpinge vahemikuga 150 V kuni 1000 V vastab 40 kW SiC laadimismoodul peaaegu kõigile maailma sisendstandarditele, säästes samal ajal märkimisväärselt energiat. Laadimispostide arvu kiire kasvu tõttu arvatakse, et SiC MOSFETe ja MIDA Poweri 40 kW SiC laadimismoodulit kasutatakse tulevikus üha sagedamini laadimispostides, mis vajavad suuremat võimsustihedust.