Recentemente, un'organizzazione americana ha annunciato chesviluppatoEfficienza fino all'97%La soluzione di ricarica wireless è più efficiente rispetto alla soluzione cablata.autofiduciosamente15Completamente carica in pochi minuti. La chiave di tutto ciò è l'adozione diModulo SiC completononché utilizzando tecnologie e materiali di imballaggio innovativi.

In precedenza,BMW, Mercedes-Benz, PorscheSono stati lanciati modelli correlati,Toyota, Hyundai, BYDAnche molte case automobilistiche hanno condotto ricerche e sviluppi in questo ambito, ma i progressi nella ricarica wireless sono stati lenti.L'avvento di questa tecnologia può portare a cambiamenti rivoluzionari? Può accelerare il processo di commercializzazione della ricarica wireless per auto?

Secondo quanto riportato, il progetto è iniziato già nel 2013, guidato da ORNL e in collaborazione conToyota, Evatran, Clemson University, Cisco, Duke Energy e International Rectifierecc., e ha inoltre ricevuto un sostegno di 19 milioni di dollari (circa 120 milioni di RMB) dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti.

Nel marzo 2016, l'ORNL ha condotto il suo primoToyota RAV4ha dimostrato un sistema di ricarica wireless da 20 kW con un'efficienza di ricarica fino al 90%; nell'ottobre 2018, ORNL ha dimostrato un sistema di ricarica wireless per veicoli da 120 kW con un'efficienza fino al 97%, ovvero 6 volte superiore a quella della precedente tecnologia ORNL.

Al fine di promuovere gli obiettivi di ricarica ultraveloce del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, svilupperanno in seguito sistemi da 270 kW e persino da 350-400 kW, e si prevede che il tempo di ricarica dei veicoli elettrici saràridotto a meno di 15 minuti, più veloce delle soluzioni di ricarica cablata. Prendendo come esempio la Porsche Taycan, utilizza un metodo di ricarica cablata da 270 kW per caricare dal 5% all'88%.22 minuti.

Oltre alla ricarica wireless a punto fisso, l'ORNL svilupperà anche un sistema di ricarica wireless dinamico che consentirà alle auto di ricaricarsi automaticamente durante la guida su strade appositamente attrezzate, riducendo così il carico sulla rete elettrica.

ORNL ha menzionato in un documento pubblicato nel 2014 che poiché il sistema di trasmissione di potenza wireless ha 5 o 6 stadi di conversione di potenza, l'efficienza di conversione è cruciale e ogni stadio deve essere il più efficiente possibile, "In questo caso,Gli inverter SiC sono cruciali"Possono funzionare ad alte frequenze e a temperature relativamente elevate, riducendo i costi e le dimensioni dei componenti di raffreddamento."

Questo caricabatterie wireless utilizzaModulo di potenza interamente in SiCCome si può notare dal layout del chip e delle interconnessioni, il modulo include 4 MOSFET SiC e 4 diodi SiC.

Allo stesso tempo, per garantire un funzionamento sicuro e affidabile a 250 °C, il modulo utilizza anche tecnologie e materiali di incapsulamento specializzati. L'incapsulamento impiega una struttura di wire bonding ad alta temperatura e l'interconnessione elettrica è realizzata mediante il collegamento di fili di alluminio sopra il chip e la saldatura del chip alle tracce di rame sul substrato DBC. In questo modo, si riduce di circa il 30% l'induttanza parassita. Per ridurre ulteriormente il peso dei moduli di potenza, questi non sono realizzati in plastica stampata.

Hanno utilizzato un robusto strato di saldatura per sostituire il supporto meccanico del guscio di plastica. Il materiale dello strato di saldatura era composto per l'80% da Au e per il 20% da Sn, in quanto in grado di sopportare una sollecitazione di 30 MPa e dotato della temperatura di fusione più adatta.

È emerso che l'inverter SiC sviluppato dall'ORNL ha un'efficienza di circa il 98% a ciascuna frequenza di commutazione (22 kHz, 48 kHz, 85 kHz e 142 kHz).

Dal 2014, l'efficienza dei moduli in carburo di silicio è stata eccellente, ma l'efficienza complessiva dei sistemi di ricarica wireless è inferiore al 92%. Pertanto, al fine di migliorare l'efficienza complessiva del sistema,ORNL ha inoltre sviluppato bobine magnetiche multifase uniche nel loro genere.

Questo design di accoppiamento a bobina consiste in un sistema trifase con campi magnetici rotanti tra gli strati della bobina. Il vantaggio è che si può ottenere una maggiore densità di potenza in bobine più piccole: anche con una potenza di ricarica fino a 300 kW, l'ingombro è molto inferiore rispetto ad altre tecnologie di ricarica wireless.

Inoltre, l'ORNL ha creato una nuova tecnologia di schermatura ibrida magnetico-metallica utilizzando materiali nanocristallini e alluminio.

Anche altre aziende hanno ottenuto buoni risultati in termini di efficienza della ricarica wireless.ZTENew Energy Vehicle Co., Ltd. ha aumentato l'efficienza di ricarica da meno del 90% a circa il 93%. USAWiTricityIl sistema di ricarica wireless Drive 11 ha un'efficienza compresa tra il 90% e il 93%.

Nel 2018, BMW ha preso l'iniziativa lanciando il primo modello ibrido con ricarica wireless del settore, la BMW 530e, dotata di un sistema di ricarica wireless da 3.3 kW. Successivamente,Mercedes-BenzAnche la Classe S ibrida plug-in è stata sviluppata con ricarica wireless.

Secondo quanto riportato, Evatran offre anche supporto per la tecnologia di ricarica wireless per Tesla Model S, BMW i3, Nissan LEAF, Chevrolet Volt e altri modelli.

A livello nazionale, le aziende attualmente impegnate nella ricarica wireless dei veicoli elettrici includono:Huawei, ZTE Nuova Energia, Zhonghui Chuangzhie altre aziende e istituti di ricerca scientifica.SAIC Roewe, BYD, BAIC Nuova EnergiaAnche altre case automobilistiche di rilievo hanno condotto attività di ricerca, sviluppo e test sui sistemi di ricarica wireless per veicoli elettrici, ma al momento non esiste sul mercato nazionale alcun modello prodotto in serie che supporti la ricarica wireless.

Tuttavia, Wang Zhe, presidente della Beijing Yougan Technology Co., Ltd., ha affermato che nel mercato interno molte aziende nazionali e straniere hanno assunto un ruolo di primo piano nell'ingresso in questo settore.È iniziata la competizione commerciale per la ricarica wireless dei veicoli elettrici.

Sun Li, direttore generale di WiTricity Greater China, ha inoltre rivelato che WiTricity collabora con diverse aziende cinesi sulla tecnologia di ricarica wireless per veicoli elettrici e ne concede la licenza.Accelerare la commercializzazione della ricarica wireless per veicoli elettrici.

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