最近、あるアメリカの組織が、発展した最大97％の効率ワイヤレス充電ソリューションは、有線充電ソリューションよりも効率的です。自動車うまくいけば15数分でフル充電。その鍵は、フルSiCモジュールさらに、革新的な包装技術や素材も活用しています。

これに先立ち、BMW、メルセデス・ベンツ、ポルシェ関連モデルが発売されました。トヨタ、ヒュンダイ、BYD多くの自動車メーカーも関連する研究開発を行ってきたが、ワイヤレス充電の進歩は遅々としている。この技術の登場は、革命的な変化をもたらすだろうか？自動車のワイヤレス充電の実用化を加速させるだろうか？

報道によると、このプロジェクトは2013年には既に開始されており、ORNLが主導し、トヨタ、エヴァトラン、クレムソン大学、シスコ、デューク・エナジー、インターナショナル・レクティファイアーその他にも、米国エネルギー省から1900万米ドル（約1億2000万元）の支援を受けた。

2016年3月、ORNLは最初の実験を実施した。トヨタRAV420kWのワイヤレス充電システムを実証し、充電効率は最大90%に達しました。2018年10月には、ORNLは最大97%の効率を持つ120kWの車両用ワイヤレス充電システムを実証しました。これは、以前のORNL技術の6倍の効率です。

米国エネルギー省の超高速充電目標を推進するため、彼らは次に270kW、さらには350～400kWのシステムを開発し、電気自動車の充電時間は15分未満に短縮有線充電よりも高速です。ポルシェ・タイカンを例にとると、5%から88%まで充電するのに270kWの有線充電方式を採用しています。22 minutes。

オークリッジ国立研究所は、固定式無線充電に加え、専用設備を備えた道路を走行中に車が自動的に充電される動的無線充電システムも開発する予定であり、これにより電力網への負荷を軽減できる。

ORNLは2014年に発表した論文で、ワイヤレス電力伝送システムには5つまたは6つの電力変換ステージがあるため、変換効率が重要であり、各ステージは可能な限り効率的である必要があると述べている。「この場合、SiCインバータは非常に重要です―高周波かつ比較的高温で動作できるため、冷却部品のコストとサイズを削減できます。

このワイヤレス充電器はフルSiC電源モジュールチップと相互接続のレイアウトからわかるように、このモジュールには4つのSiC MOSFETと4つのSiCダイオードダイが含まれています。

同時に、安全かつ信頼性の高い250℃動作を実現するために、モジュールには特殊なパッケージング技術と材料が採用されています。パッケージは高温ワイヤボンディング構造を採用し、チップ上にアルミワイヤをボンディングし、チップをDBC基板上の銅配線にはんだ付けすることで電気的接続を実現しています。これにより、寄生インダクタンスが約30%低減されます。さらに、パワーモジュールの軽量化を図るため、モジュールには成形プラスチックは使用されていません。

彼らは、プラスチック製の外殻の機械的支持部を、強力な溶接層に置き換えた。溶接層の材料には、30MPaの応力に耐えることができ、最適な融点を持つ80%金-20%錫が用いられた。

ORNLが開発したSiCインバータは、各スイッチング周波数（22kHz、48kHz、85kHz、142kHz）において約98%の効率を達成していることが判明した。

2014年以降、炭化ケイ素モジュールの効率は優れているが、ワイヤレス充電システムの全体的な効率は92%未満である。したがって、システムの全体的な効率を向上させるために、オークリッジ国立研究所は、独自の多相磁気コイルも開発した。

このコイル結合設計は、コイル層間に回転磁場を持つ三相システムで構成されています。利点は、より小型のコイルでより高い電力密度を実現できることです。充電電力が最大300kWであっても、設置面積は他のワイヤレス充電技術よりもはるかに小さくなります。

さらに、オークリッジ国立研究所は、ナノ結晶材料とアルミニウムを用いた新しい磁性金属ハイブリッド遮蔽技術を開発した。

他の企業もワイヤレス充電効率の面で優れた実績を上げている。ZTE新エネルギービークル株式会社は、充電効率を90%未満から約93%に向上させた。WiTricityワイヤレス充電システム「Drive 11」の効率は90%～93%です。

2018年、BMWは業界初のワイヤレス充電ハイブリッドモデルであるBMW 530eを発売し、3.3kWのワイヤレス充電システムを搭載して業界をリードしました。その後、メルセデス·ベンツSクラスのプラグインハイブリッドモデルは、ワイヤレス充電にも対応するように開発されている。

報道によると、Evatranはテスラ モデルS、BMW i3、日産リーフ、シボレー ボルトなどの車種向けにワイヤレス充電技術のサポートも提供している。

国内では、現在電気自動車のワイヤレス充電に取り組んでいる企業には以下のようなものがある。ファーウェイ、ZTE New Energy、Zhonhui Chuangzhiその他、企業や科学研究機関など。上汽栄威、BYD、北汽新能源他の主要自動車メーカーも電気自動車向けワイヤレス充電システムの研究開発や試験を行っているが、現時点では国内市場でワイヤレス充電に対応した量産モデルは存在しない。

しかし、北京友安科技有限公司の会長である王哲氏はかつて、国内市場では多くの国内外の企業がこの分野への参入を先導していると述べている。電気自動車のワイヤレス充電に関する商業的な競争が始まった。

WiTricityグレーターチャイナのゼネラルマネージャーである孫立氏は、WiTricityが電気自動車向けのワイヤレス充電技術に関して複数の中国企業と協力し、その技術のライセンス供与を行っていることも明らかにした。電気自動車向けワイヤレス充電の実用化を加速させる。

免責事項：本記事は「第三世代半導体トレンド」からの転載です。本記事は著者の個人的見解を示すものであり、サッコマイクロおよび業界の見解を示すものではありません。本記事は知的財産権の保護を支援する目的でのみ転載・共有を許可しています。転載の際は、出典と著者名を明記してください。著作権侵害が疑われる場合は、削除いたしますのでご連絡ください。