Wysokowydajny moduł ładowania DC EV o mocy 40 kW SiC

Moduł ładowania SiC o wysokiej wydajności ma duży potencjał, ponieważ zapotrzebowanie na szybkie ładowanie wysokim napięciem rośnie Po światowej premierze Porsche Taycan z platformą wysokiego napięcia na napięcie 800 V we wrześniu 2019 r. duże firmy produkujące pojazdy elektryczne wypuściły na rynek modele z szybkim ładowaniem wysokiego napięcia 800 V, takie jak Hyundai IONIQ, Lotus Eletre, BYD Dolphin, Audi RS e-tron GT itp. Wszystkie są dostarczane lub mają masową produkcję w ciągu tych dwóch lat. Szybkie ładowanie 800 V staje się głównym nurtem na rynku; CITIC Securities przewiduje, że do 2025 roku liczba modeli szybkiego ładowania wysokiego napięcia osiągnie 5,18 mln, a penetracja wzrośnie z obecnych nieco ponad 10% do 34%. Stanie się to główną siłą napędową rozwoju rynku szybkiego ładowania wysokiego napięcia i oczekuje się, że przedsiębiorstwa działające na rynku wyższego szczebla odniosą z tego bezpośrednie korzyści. Według informacji publicznych moduł ładujący jest podstawowym elementem stosu ładującego, stanowiącym około 50% całkowitego kosztu stosu ładującego; wśród nich półprzewodnikowe urządzenie zasilające stanowi 30% kosztu modułu ładującego, to znaczy półprzewodnikowy moduł mocy stanowi około 15% kosztu stosu ładującego, stanie się głównym łańcuchem beneficjentów w procesie rozwoju rynku stosu ładującego . Obecnie urządzeniami zasilającymi stosowanymi w stosach ładowania są głównie tranzystory IGBT i MOSFET, które są produktami na bazie Si, a rozwój stosów ładowania w celu szybkiego ładowania prądem stałym pociągnął za sobą wyższe wymagania dla urządzeń zasilających. Aby ładowanie samochodu było równie szybkie jak tankowanie na stacji benzynowej, producenci samochodów aktywnie poszukują materiałów, które mogą poprawić wydajność, a obecnie liderem jest węglik krzemu. Węglik krzemu ma zalety odporności na wysoką temperaturę, odporność na wysokie ciśnienie, dużą moc itp., co może poprawić efektywność konwersji energii i zmniejszyć objętość produktu. Większość pojazdów elektrycznych korzysta z pokładowych systemów ładowania prądem przemiennym, których pełne naładowanie musi zająć kilka godzin. Kolejnym ważnym kierunkiem rozmieszczenia pali ładowania stało się wykorzystanie dużych mocy (takich jak 30 kW i więcej) do realizacji szybkiego ładowania pojazdów elektrycznych. Pomimo zalet związanych ze stosami ładowania o dużej mocy, niesie to również wiele wyzwań, takich jak: konieczność realizacji operacji przełączania dużej mocy i wysokiej częstotliwości oraz ciepło generowane przez straty konwersji. Jednakże produkty SiC MOSFET i diody charakteryzują się odpornością na wysokie napięcie, odpornością na wysoką temperaturę i dużą częstotliwością przełączania, co można z powodzeniem wykorzystać w modułach stosów ładujących. W porównaniu z tradycyjnymi urządzeniami na bazie krzemu, moduły z węglika krzemu mogą zwiększyć moc wyjściową stosów ładujących o prawie 30% i zmniejszyć straty nawet o 50%. Jednocześnie urządzenia z węglika krzemu mogą również zwiększać stabilność stosów ładowania. W przypadku pali ładujących koszt jest w dalszym ciągu jednym z istotnych czynników ograniczających rozwój, dlatego też gęstość mocy pali ładujących jest bardzo istotna, a urządzenia SiC są kluczem do osiągnięcia dużej gęstości mocy. Jako urządzenia wysokonapięciowe, szybkie i wysokoprądowe, urządzenia z węglika krzemu upraszczają strukturę obwodu modułu ładowania stosu prądu stałego, zwiększają poziom mocy jednostkowej i znacznie zwiększają gęstość mocy, co toruje drogę do zmniejszenia koszt systemowy stosu ładowania. Z punktu widzenia długoterminowych kosztów i efektywności użytkowania stosy ładowania dużej mocy wykorzystujące urządzenia SiC otworzą ogromne możliwości rynkowe. Według danych CITIC Securities, obecnie stopień penetracji urządzeń z węglika krzemu w słupach ładowania pojazdów nowej energii wynosi jedynie około 10%, co również pozostawia szerokie miejsce dla słupów ładowania dużej mocy. Jako wiodący dostawca w branży ładowania prądem stałym, MIDA Power opracowała i wypuściła na rynek moduł ładowania o najwyższej gęstości mocy, pierwszy moduł ładowania o stopniu ochrony IP65 z technologią niezależnych kanałów powietrznych. Dzięki silnemu zespołowi badawczo-rozwojowemu i zasadom orientacji rynkowej, MIDA Power włożyła wiele wysiłku i pomyślnie opracowała wysokowydajny moduł ładowania SiC o mocy 40 kW. Dzięki zapierającej dech w piersiach wydajności szczytowej przekraczającej 97% i bardzo szerokiemu zakresowi napięcia wejściowego od 150 VDC do 1000 VDC, moduł ładowania SiC o mocy 40 kW spełnia prawie wszystkie standardy wejściowe na świecie, jednocześnie znacznie oszczędzając energię. Uważa się, że wraz z szybkim wzrostem liczby stosów ładujących, tranzystory MOSFET SiC i moduł ładowania SiC MIDA Power 40kW będą coraz częściej stosowane w stosach ładujących, które w przyszłości wymagają wyższej gęstości mocy.