Recientemente, una organización estadounidense anunció quedesarrolladoEficiencia hasta 97%La solución de carga inalámbrica es más eficiente que la solución con cable.deOjalá15Carga completa en minutos. La clave de esto es la adopción deMódulo SiC completoasí como el uso de tecnologías y materiales de embalaje innovadores.

Más temprano,BMW, Mercedes-Benz, PorscheSe han lanzado modelos relacionados,Toyota, Hyundai, BYDMuchas compañías automovilísticas también han llevado a cabo investigaciones y desarrollos relevantes, pero el progreso en la carga inalámbrica ha sido lento.¿Puede la aparición de esta tecnología traer cambios revolucionarios? ¿Puede acelerar el proceso de comercialización de la carga inalámbrica para automóviles?

Según los informes, el proyecto comenzó ya en 2013, liderado por ORNL y en asociación conToyota, Evatran, Universidad de Clemson, Cisco, Duke Energy e International Rectifieretc., y también recibió un apoyo de 19 millones de dólares estadounidenses (aproximadamente 120 millones de yuanes) del Departamento de Energía de Estados Unidos.

En marzo de 2016, ORNL llevó a cabo su primeraToyota RAV4En octubre de 2018, ORNL demostró un sistema de carga inalámbrica de 20 kW con una eficiencia de carga de hasta el 90 %; asimismo, en octubre de 2018, ORNL demostró un sistema de carga inalámbrica para vehículos de 120 kW con una eficiencia de hasta el 97 %, lo que supone 6 veces la de la tecnología anterior de ORNL.

Para avanzar en los objetivos de carga ultrarrápida del Departamento de Energía de EE. UU., desarrollarán próximamente sistemas de 270 kW e incluso de 350-400 kW, y se espera que el tiempo de carga de los vehículos eléctricos seareducido a menos de 15 minutosmás rápido que las soluciones de carga por cable. Tomando como ejemplo el Porsche Taycan, utiliza un método de carga por cable de 270 kW para cargar del 5 % al 88 %.22 minutos.

Además de la carga inalámbrica de punto fijo, ORNL también desarrollará un sistema de carga inalámbrica dinámica que permitirá que los automóviles se enciendan automáticamente mientras circulan por carreteras especialmente equipadas, reduciendo así la carga sobre la red eléctrica.

ORNL mencionó en un documento publicado en 2014 que, dado que el sistema de transmisión de energía inalámbrica tiene 5 o 6 etapas de conversión de energía, la eficiencia de conversión es crucial y cada etapa debe ser lo más eficiente posible, "En este caso,Los inversores SiC son cruciales“Pueden funcionar a altas frecuencias y a temperaturas relativamente elevadas, lo que reduce el coste y el tamaño de los componentes de refrigeración.”

Este cargador inalámbrico utilizaMódulo de potencia SiC completoComo se puede apreciar en la disposición del chip y las interconexiones, el módulo incluye 4 MOSFET de SiC y 4 chips de diodo de SiC.

Al mismo tiempo, para lograr un funcionamiento seguro y fiable a 250 °C, el módulo utiliza tecnología y materiales de encapsulado especializados. El encapsulado emplea una estructura de unión de cables de alta temperatura, y la interconexión eléctrica se consigue mediante la unión de cables de aluminio sobre el chip y la soldadura de este último a pistas de cobre en el sustrato DBC. De este modo, se reduce aproximadamente un 30 % la inductancia parásita. Para reducir aún más el peso de los módulos de potencia, estos no están fabricados con plástico moldeado.

Utilizaron una capa de soldadura resistente para reemplazar el soporte mecánico de la carcasa de plástico. El material de la capa de soldadura era 80 % Au-20 % Sn porque puede soportar una tensión de 30 MPa y tiene la temperatura de fusión más adecuada.

Resulta que el inversor de SiC desarrollado por ORNL tiene una eficiencia de alrededor del 98% en cada frecuencia de conmutación (22 kHz, 48 kHz, 85 kHz y 142 kHz).

Desde 2014, la eficiencia de los módulos de carburo de silicio ha sido excelente, pero la eficiencia general de los sistemas de carga inalámbrica es inferior al 92%. Por lo tanto, para mejorar la eficiencia general del sistema,ORNL también desarrolló bobinas magnéticas multifásicas únicas.

Este diseño de acoplamiento de bobinas consiste en un sistema trifásico con campos magnéticos giratorios entre las capas de bobinas. La ventaja es que se puede lograr una mayor densidad de potencia en bobinas más pequeñas; incluso con una potencia de carga de hasta 300 kW, el tamaño que ocupa es mucho menor que el de otras tecnologías de carga inalámbrica.

Además, ORNL ha creado una nueva tecnología de blindaje híbrido magnético-metálico utilizando materiales nanocristalinos y aluminio.

Otras empresas también han obtenido buenos resultados en cuanto a la eficiencia de la carga inalámbrica.ZTENew Energy Vehicle Co., Ltd. ha aumentado la eficiencia de carga de menos del 90% a aproximadamente el 93%. EE. UU.WiTricidadEl sistema de carga inalámbrica Drive 11 tiene una eficiencia del 90% al 93%.

En 2018, BMW tomó la delantera al lanzar el primer modelo híbrido con carga inalámbrica de la industria, el BMW 530e, equipado con un sistema de carga inalámbrica de 3.3 kW. Posteriormente,Mercedes-BenzEl híbrido enchufable de la Clase S también se ha desarrollado con carga inalámbrica.

Según los informes, Evatran también ofrece soporte para la tecnología de carga inalámbrica en los modelos Tesla Model S, BMW i3, Nissan LEAF, Chevrolet Volt y otros.

A nivel nacional, las empresas que actualmente se dedican a la carga inalámbrica de vehículos eléctricos incluyen:Huawei, ZTE New Energy, Zhonghui Chuangzhiy otras empresas e instituciones de investigación científica.SAIC Roewe, BYD, BAIC Nueva EnergíaOtras compañías automovilísticas importantes también han llevado a cabo investigaciones, desarrollos y pruebas de sistemas de carga inalámbrica para vehículos eléctricos, pero actualmente no existe ningún modelo de producción en masa en el mercado nacional que admita la carga inalámbrica.

Sin embargo, Wang Zhe, presidente de Beijing Yougan Technology Co., Ltd., afirmó en una ocasión que, en el mercado nacional, muchas empresas nacionales y extranjeras han tomado la delantera al incursionar en este sector.Ha comenzado la competencia comercial por la carga inalámbrica de vehículos eléctricos.

Sun Li, gerente general de WiTricity Greater China, también reveló que WiT-ricity coopera con varias empresas chinas en tecnología de carga inalámbrica para vehículos eléctricos y otorga licencias para dicha tecnología.Acelerar la comercialización de la carga inalámbrica para vehículos eléctricos.

Descargo de responsabilidad: Este artículo se reproduce de «Third Generation Semiconductor Trend». Este artículo solo representa la opinión personal del autor y no la de Sacco Micro ni la de la industria. Su reproducción y distribución tienen como único fin proteger los derechos de propiedad intelectual. Para reproducirlo, por favor, indique la fuente original y el autor. Si detecta alguna infracción, contáctenos para que lo eliminemos.