Карбид-кремниевая электроника форсирует развитие электрокаров

В 2010 году Министерство энергетики США (U.S. Department of Energy, DoE) поставило перед разработчиками цель улучшить показатели автомобильных инверторов с 4,1 кВт/л до 13,4 кВт/л. Поскольку сегодня появились опытные преобразователи с характеристиками 12,1 кВт/л, вероятно, что к указанному сроку поставленная задача будет решена. И помогут в этом, прежде всего, силовые элементы на основе карбида кремния (SiC).

Карбид-кремниевые транзисторы используют материалы с расширенной запрещенной зоной. По сравнению с чисто кремниевыми транзисторами коммутаторы на основе SiC-материалов выдерживают в 10 раз большую напряжённость электрического поля, при которой происходит пробой. Также они имеют лучшую теплопроводность и меньшие потери при переключении, из чего следует допустимость заметно возросших рабочих температур.

В конце этой рабочей недели в Милуоки (штат Висконсин) состоялась выставка IEEE Energy Conversion Congress and Exposition. На мероприятии был продемонстрирован опытный образец автомобильного инвертора, созданного в лаборатории FREEDM (Future Renewable Electric Energy Distribution and Management) на базе Университета штата Северная Каролина. Именно этот образец продемонстрировал рекордные показатели в 12,1 кВт/л.

Что важно, для создания образца использовалась элементная база, находящаяся в свободной продаже. Ничего эксклюзивного! Более того, университетские разработчики находят возможным к 2020 году ещё больше уменьшить "литраж" преобразователей. Добавим, опытный образец инвертора работает с эффективностью 99%, что на 2% больше по сравнению с эффективностью преобразователей на кремниевой элементной базе.

Созданный прототип на карбид-кремниевой электроника выдерживает штатную мощность 55 кВт. Он имеет жидкостное охлаждение, как и преобразователи на основе кремниевых транзисторов. Повышение эффективности преобразования может помочь уйти от охлаждения жидкостью и обеспечить отвод тепла только за счёт воздушного охлаждения. По крайней мере, в лаборатории работают над охлаждаемым воздухом 35-кВт инвертором, который подойдёт для малолитражных гибридных автомобилей и мотоциклов, а для электрокаров "полного формата" создаётся инвертор мощностью 100 кВт.

Telegram-канал @overclockers_news - это удобный способ следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.
Оценитe материал
рейтинг: 4.3 из 5
голосов: 13

Возможно вас заинтересует

Сейчас обсуждают