Kürzlich gab eine amerikanische Organisation bekannt, dass sieentwickeltWirkungsgrad bis zu 97%Die kabellose Ladelösung ist effizienter als die kabelgebundene Lösung.Autohoffentlich15In wenigen Minuten vollständig aufgeladen. Der Schlüssel dazu ist die Anwendung vonVollständiges SiC-Modulsowie durch den Einsatz innovativer Verpackungstechnologien und -materialien.

Vorhin,BMW, Mercedes-Benz, PorscheÄhnliche Modelle wurden auf den Markt gebracht.Toyota, Hyundai, BYDAuch viele Automobilhersteller haben entsprechende Forschungs- und Entwicklungsarbeiten durchgeführt, doch die Fortschritte beim kabellosen Laden waren langsam.Kann das Aufkommen dieser Technologie revolutionäre Veränderungen mit sich bringen? Kann sie die Kommerzialisierung des kabellosen Ladens von Autos beschleunigen?

Berichten zufolge begann das Projekt bereits 2013 unter der Leitung von ORNL und in Partnerschaft mitToyota, Evatran, Clemson University, Cisco, Duke Energy und International Rectifieretc. und erhielt außerdem Unterstützung in Höhe von 19 Millionen US-Dollar (ca. 120 Millionen RMB) vom US-Energieministerium.

Im März 2016 führte ORNL seine ersteToyota RAV4ORNL demonstrierte ein 20-kW-System für drahtloses Laden mit einem Ladewirkungsgrad von bis zu 90 %; im Oktober 2018 demonstrierte ORNL ein 120-kW-System für drahtloses Laden von Fahrzeugen mit einem Wirkungsgrad von bis zu 97 %, was dem Sechsfachen der bisherigen ORNL-Technologie entspricht.

Um die Ziele des US-Energieministeriums im Bereich des ultraschnellen Ladens voranzutreiben, werden als nächstes Systeme mit 270 kW und sogar 350–400 kW entwickelt, und die Ladezeit von Elektrofahrzeugen soll sich voraussichtlich verkürzen.auf weniger als 15 Minuten verkürztSchneller als kabelgebundene Ladelösungen. Am Beispiel des Porsche Taycan lässt sich zeigen, dass dieser mit einer kabelgebundenen Lademethode mit 270 kW von 5 % auf 88 % geladen werden kann.22 Мinuten.

Neben dem kabellosen Laden an festen Punkten wird ORNL auch ein dynamisches kabelloses Ladesystem entwickeln, das es Autos ermöglicht, sich während der Fahrt auf speziell ausgestatteten Straßen automatisch aufzuladen und so die Belastung des Stromnetzes zu reduzieren.

ORNL erwähnte in einem 2014 veröffentlichten Papier, dass bei drahtlosen Energieübertragungssystemen mit 5 oder 6 Leistungswandlungsstufen die Umwandlungseffizienz von entscheidender Bedeutung sei und jede Stufe so effizient wie möglich sein müsse: „In diesem Fall,SiC-Wechselrichter sind von entscheidender Bedeutung.„– Sie können bei hohen Frequenzen und relativ hohen Temperaturen arbeiten, wodurch die Kosten und die Größe der Kühlkomponenten reduziert werden.“

Dieses kabellose Ladegerät verwendetVoll-SiC-LeistungsmodulWie aus dem Chip- und Verbindungslayout ersichtlich ist, enthält das Modul 4 SiC-MOSFETs und 4 SiC-Dioden-Chips.

Um einen sicheren und zuverlässigen Betrieb bei 250 °C zu gewährleisten, verwendet das Modul spezielle Gehäusetechnologien und -materialien. Das Gehäuse nutzt eine Hochtemperatur-Drahtbondierung. Die elektrische Verbindung erfolgt durch das Bonden von Aluminiumdrähten auf den Chip und das Verlöten des Chips mit Kupferleiterbahnen auf dem DBC-Substrat. Dadurch wird die parasitäre Induktivität um ca. 30 % reduziert. Um das Gewicht der Leistungsmodule weiter zu senken, wird zudem auf die Verwendung von Formkunststoff verzichtet.

Sie verwendeten eine hochfeste Schweißschicht, um die mechanische Stützwirkung der Kunststoffhülle zu ersetzen. Das Material der Schweißschicht bestand aus 80 % Gold und 20 % Zinn, da es einer Spannung von 30 MPa standhält und die geeignetste Schmelztemperatur aufweist.

Es stellte sich heraus, dass der vom ORNL entwickelte SiC-Wechselrichter bei jeder Schaltfrequenz (22 kHz, 48 kHz, 85 kHz und 142 kHz) einen Wirkungsgrad von rund 98 % aufweist.

Seit 2014 ist die Effizienz von Siliziumkarbidmodulen hervorragend, die Gesamteffizienz von drahtlosen Ladesystemen liegt jedoch unter 92 %. Um die Gesamteffizienz des Systems zu verbessern,ORNL entwickelte außerdem einzigartige Mehrphasen-Magnetspulen.

Diese Spulenkopplungskonstruktion basiert auf einem Dreiphasensystem mit rotierenden Magnetfeldern zwischen den Spulenlagen. Der Vorteil liegt darin, dass in kleineren Spulen eine höhere Leistungsdichte erreicht werden kann – selbst bei Ladeleistungen von bis zu 300 kW ist der Platzbedarf deutlich geringer als bei anderen drahtlosen Ladetechnologien.

Darüber hinaus hat ORNL eine neue magnetisch-metallische Hybrid-Abschirmungstechnologie unter Verwendung nanokristalliner Materialien und Aluminium entwickelt.

Auch andere Unternehmen haben im Hinblick auf die Effizienz des drahtlosen Ladens gute Ergebnisse erzielt.ZTENew Energy Vehicle Co., Ltd. hat die Ladeeffizienz von unter 90 % auf etwa 93 % gesteigert. USAWiTricityDas kabellose Ladesystem Drive 11 hat einen Wirkungsgrad von 90 bis 93 Prozent.

Im Jahr 2018 übernahm BMW die Führung mit der Markteinführung des branchenweit ersten Hybridmodells mit kabelloser Ladefunktion, dem BMW 530e, ausgestattet mit einem 3.3-kW-System für kabelloses Laden. DanachMercedes-BenzDer S-Klasse Plug-in-Hybrid wurde auch mit kabelloser Ladefunktion entwickelt.

Berichten zufolge bietet Evatran auch Unterstützung für drahtlose Ladetechnologie für Tesla Model S, BMW i3, Nissan LEAF, Chevrolet Volt und andere Modelle an.

Zu den inländischen Unternehmen, die sich derzeit mit dem drahtlosen Laden von Elektrofahrzeugen beschäftigen, gehören:Huawei, ZTE New Energy, Zhonghui Chuangzhiund andere Unternehmen und wissenschaftliche Forschungseinrichtungen.SAIC Roewe, BYD, BAIC New EnergyAuch andere große Automobilhersteller haben Forschung und Entwicklung sowie Tests von drahtlosen Ladesystemen für Elektrofahrzeuge durchgeführt, aber derzeit gibt es auf dem heimischen Markt kein in Serie gefertigtes Modell, das drahtloses Laden unterstützt.

Wang Zhe, Vorsitzender der Beijing Yougan Technology Co., Ltd., sagte jedoch einmal, dass auf dem heimischen Markt viele in- und ausländische Unternehmen eine Vorreiterrolle beim Einstieg in dieses Gebiet eingenommen hätten.Der Wettbewerb auf dem Markt für drahtloses Laden von Elektrofahrzeugen hat begonnen.

Sun Li, Geschäftsführer von WiTricity Greater China, gab außerdem bekannt, dass WiTricity mit mehreren chinesischen Unternehmen im Bereich der drahtlosen Ladetechnologie für Elektrofahrzeuge kooperiert und die Technologie lizenziert.Die Kommerzialisierung des drahtlosen Ladens für Elektrofahrzeuge beschleunigen.

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