Els investigadors de Fraunhofer esperen millorar l'eficiència de la càrrega domèstica
Els investigadors de Fraunhofer pretenen millorar l'eficiència decàrrega a casa. Càrrega amb corrent altern, ja sigui a través d'una presa de corrent domèstica o acarregador de caixa de paret, sovint comporta pèrdues energètiques importants. Un consorci liderat per Fraunhofer IZM treballa ara per millorar l'eficàcia de la càrrega amb electricitat domèstica.
El repte sorgeix del fet que la xarxa elèctrica funciona amb corrent altern mentre que les bateries dels vehicles emmagatzemen corrent continu, la qual cosa requereix un procés de conversió. EnCàrrega de CA, aquesta conversió es produeix dins del vehiclecarregador a bord, que inevitablement comporta pèrdues energètiques. Tot i que existeixen diferències entre l'ús d'una unitat ICCB amb energia domèstica i un carregador de caixa de paret, cap dels dos elimina completament aquestes pèrdues.
Com a part del projecte 'EnerConnect' finançat per BMBF, investigadors de l'Institut Fraunhofer per a la Fiabilitat i la Microintegració IZM, juntament amb la Universitat Tècnica de Berlín, Delta Electronics Inc., BIT GmbH i Infineon Technologies AG, estan explorant un circuit que utilitza innovadores bidireccionals. bloqueig de transistors-conductors GaN fets de nitrur de gal·li.
Igual que el carbur de silici (SiC), que ja s'utilitza parcialment en l'electrònica de potència dels vehicles elèctrics, els semiconductors GaN faciliten altes freqüències de commutació, permetent components més petits i potencialment menys costosos. Tanmateix, els transistors GaN convencionals només poden bloquejar la tensió en una direcció. En canvi, els transistors GaN de bloqueig bidireccional presenten dues estructures de porta que gestionen tensions tant negatives com positives, cosa que els fa especialment útils per a convertidors i rectificadors connectats a la xarxa pública, tal com va assenyalar Fraunhofer IZM.
El circuit desenvolupat per l'equip 'EnerConnect' seria massa complex amb els semiconductors tradicionals, però la tecnologia GaN ho fa factible. Aquest sistema, conegut com a convertidor buck-boost, pot acomodar tant voltatges d'entrada més alts com més baixos. La clau rau en els transistors de bloqueig bidireccionals, que aprofiten els avantatges d'aquest disseny. Tradicionalment, els rectificadors actius dels vehicles elèctrics funcionen a altes tensions, però el nou circuit que s'està investigant permet ajustar la tensió més baixa, cosa que ajuda a reduir les pèrdues de commutació.
A més, aquest circuit permet reduir les etapes del convertidor. Normalment, en un rectificador, la tensió d'entrada s'augmenta primer en dos components i després es redueix per coincidir amb la tensió de la bateria necessària. Mitjançant l'ús de transistors GaN de bloqueig bidireccional, aquests dos passos es poden racionalitzar en una única etapa del convertidor, millorant l'eficiència i reduint els costos del material.
Com a resultat, l'eficiència del convertidor podria arribar fins al 99%, amb un augment addicional de la freqüència de commutació també possible. Els investigadors han establert un objectiu ambiciós de 300 kHz. "Apuntar a una freqüència de commutació de 300 kHz podria augmentar la densitat de potència15 kWper litre: un augment del 800% respecte als carregadors actuals del mercat", segons Fraunhofer IZM. Aquesta innovació podria conduir a la creació d'un carregador integrat potent que sigui més petit que els models existents.
En el seu anunci, Fraunhofer IZM va posar èmfasi en els "avantatges significatius en la densitat de potència i l'eficiència", cosa que suggereix que la càrrega de vehicles elèctrics des de punts de venda domèstics estàndard podria ser molt més eficaç. Tot i que això no equival a les capacitats de càrrega deCarregadors ràpids de CC, implica el potencial de compactacióCarregadors a bord de 22 kW. Actualment, la majoria dels cotxes elèctrics estan equipats amb trifàsicsCarregadors a bord de 11 kWa 16 amperes; per raons de cost i d'espai, molts fabricants no ofereixen22 kWmodels. Els transistors GaN podrien abordar els reptes tant d'espai com de costos, fentCarregadors a bord de 22 kWmés accessible.
Lloc web de notícies originals:
electrice.com, fraunhofer.de
Etiquetes: #Càrrega de CA #Carregador de caixa de paret #Càrrega domèstica #Càrregadors ràpids de CC #Cargadors incorporats de 22 kW #Carregador incorporat #Cargadors integrats de 11 kW