Fraunhoferovi istraživači nadaju se poboljšanju učinkovitosti kućnog punjenja
Istraživači s Fraunhofera nastoje poboljšati učinkovitostkućno punjenje. Punjenje izmjeničnom strujom, bilo putem obične kućne utičnice ili azidni punjač, često dovodi do značajnih gubitaka energije. Konzorcij predvođen Fraunhofer IZM-om sada radi na poboljšanju učinkovitosti punjenja električnom energijom iz kućanstva.
Izazov proizlazi iz činjenice da električna mreža radi na izmjeničnu struju dok akumulatori vozila pohranjuju istosmjernu struju, što zahtijeva proces pretvorbe. UAC punjenje, ova se pretvorba događa unutar vozilaugrađeni punjač, što neizbježno uzrokuje gubitke energije. Iako postoje razlike između korištenja ICCB jedinice na struju za kućanstvo i zidnog punjača, niti jedan ne uklanja u potpunosti ove gubitke.
Kao dio projekta 'EnerConnect' koji financira BMBF, istraživači s Fraunhofer Instituta za pouzdanost i mikrointegraciju IZM, zajedno s Tehničkim sveučilištem u Berlinu, Delta Electronics Inc., BIT GmbH i Infineon Technologies AG, istražuju sklop koji koristi inovativne dvosmjerne blokirajući GaN tranzistori-poluvodiči izrađeni od galij nitrida.
Poput silicijevog karbida (SiC), koji se već djelomično koristi u energetskoj elektronici električnih vozila, GaN poluvodiči omogućuju visoke frekvencije prebacivanja, dopuštajući manje i potencijalno jeftinije komponente. Međutim, konvencionalni GaN tranzistori mogu blokirati napon samo u jednom smjeru. Nasuprot tome, dvosmjerni blokirajući GaN tranzistori imaju dvije strukture vrata koje upravljaju i negativnim i pozitivnim naponom, što ih čini osobito korisnim za pretvarače i ispravljače spojene na javnu mrežu, kao što je primijetio Fraunhofer IZM.
Krug koji je razvio tim 'EnerConnect' bio bi previše složen s tradicionalnim poluvodičima, ali ga GaN tehnologija čini izvedivim. Ovaj sustav, poznat kao buck-boost pretvarač, može prihvatiti i više i niže ulazne napone. Ključ leži u dvosmjernim blokirajućim tranzistorima, koji kapitaliziraju prednosti ovog dizajna. Tradicionalno, aktivni ispravljači u električnim vozilima rade na visokim naponima, ali novi krug koji se istražuje omogućuje niže postavke napona, što pomaže u smanjenju gubitaka pri prebacivanju.
Štoviše, ovaj sklop omogućuje smanjenje stupnjeva pretvarača. Obično se u ispravljaču ulazni napon prvo povećava za dvije komponente, a zatim smanjuje kako bi odgovarao potrebnom naponu baterije. Upotrebom dvosmjernih blokirajućih GaN tranzistora, ova dva koraka mogu se pojednostaviti u jedan stupanj pretvarača, povećavajući učinkovitost i smanjujući troškove materijala.
Kao rezultat toga, učinkovitost pretvarača potencijalno bi mogla doseći do 99%, s mogućim daljnjim povećanjem frekvencije prebacivanja. Istraživači su postavili ambiciozan cilj od 300 kHz. "Težnja prema frekvenciji prebacivanja od 300 kHz mogla bi povećati gustoću snage na15 kWpo litri - povećanje od 800% u odnosu na trenutne punjače na tržištu," prema Fraunhofer IZM-u. Ova inovacija mogla bi dovesti do stvaranja snažnog ugrađenog punjača koji je manji od postojećih modela.
Fraunhofer IZM je u svojoj objavi naglasio "značajne prednosti u gustoći snage i učinkovitosti", sugerirajući da bi punjenje električnih vozila iz standardnih kućanskih utičnica moglo postati mnogo učinkovitije. Iako to nije jednako kapacitetima punjenjaDC brzi punjači, to implicira potencijal za kompaktnostUgrađeni punjači od 22 kW. Trenutno je većina električnih automobila opremljena trofaznimUgrađeni punjači od 11 kWna 16 ampera; zbog troškova i prostora, mnogi proizvođači ne nude22 kWmodeli. GaN tranzistori mogli bi odgovoriti na izazove prostora i troškova, stvaranjemUgrađeni punjači od 22 kWpristupačniji.
Izvorna web stranica s vijestima:
electrive.com, fraunhofer.de
Oznake: #AC punjenje #zidni punjač #kućno punjenje #DC brzi punjači #22 kW ugrađeni punjači #ugrađeni punjač #11 kW ugrađeni punjači