ويأمل الباحثون في فراونهوفر في تحسين كفاءة الشحن المنزلي
يهدف الباحثون في فراونهوفر إلى تعزيز كفاءةشحن المنزل. الشحن بالتيار المتردد سواء من خلال منفذ منزلي عادي أو أشاحن صندوق الحائطغالبا ما يؤدي إلى خسائر كبيرة في الطاقة. يعمل الآن كونسورتيوم بقيادة Fraunhofer IZM على تحسين فعالية الشحن باستخدام الكهرباء المنزلية.
وينشأ التحدي من حقيقة أن شبكة الكهرباء تعمل بالتيار المتردد بينما تقوم بطاريات السيارات بتخزين التيار المباشر، مما يستلزم عملية تحويل. فيشحن التيار المتردد، يحدث هذا التحويل داخل السيارةشاحن على متن الطائرة، الأمر الذي يؤدي حتما إلى فقدان الطاقة. على الرغم من وجود اختلافات بين استخدام وحدة ICCB على الطاقة المنزلية وشاحن صندوق الحائط، إلا أن أيًا منهما لا يزيل هذه الخسائر تمامًا.
كجزء من مشروع "EnerConnect" الممول من BMBF، يقوم باحثون من معهد فراونهوفر للموثوقية والتكامل الجزئي IZM، إلى جانب جامعة برلين التقنية، وشركة Delta Electronics Inc.، وBIT GmbH، وInfineon Technologies AG، باستكشاف دائرة تستخدم تقنية مبتكرة ثنائية الاتجاه. منع ترانزستورات GaN - أشباه الموصلات المصنوعة من نيتريد الغاليوم.
مثل كربيد السيليكون (SiC)، والذي يستخدم بالفعل جزئيًا في إلكترونيات طاقة المركبات الكهربائية، تسهل أشباه الموصلات GaN ترددات التبديل العالية، مما يسمح بمكونات أصغر حجمًا وربما أقل تكلفة. ومع ذلك، يمكن لترانزستورات GaN التقليدية منع الجهد في اتجاه واحد فقط. في المقابل، تتميز ترانزستورات GaN ثنائية الاتجاه بهيكلين للبوابة التي تدير كلا من الفولتية السلبية والإيجابية، مما يجعلها مفيدة بشكل خاص للمحولات والمقومات المتصلة بالشبكة العامة، كما أشار فراونهوفر IZM.
ستكون الدائرة التي طورها فريق "EnerConnect" معقدة للغاية مع أشباه الموصلات التقليدية، لكن تقنية GaN تجعلها ممكنة. يمكن لهذا النظام، المعروف باسم محول تعزيز باك، أن يستوعب كلاً من الفولتية العالية والمنخفضة للإدخال. ويكمن المفتاح في ترانزستورات الحجب ثنائية الاتجاه، والتي تستفيد من مزايا هذا التصميم. تقليديًا، تعمل المقومات النشطة في السيارات الكهربائية بجهد كهربائي عالي، لكن الدائرة الجديدة التي يتم فحصها تسمح بإعدادات جهد أقل، مما يساعد على تقليل خسائر التبديل.
علاوة على ذلك، تتيح هذه الدائرة تقليل مراحل المحول. عادة، في المقوم، يتم زيادة جهد الدخل أولاً بواسطة مكونين ثم يتم تقليله ليتناسب مع جهد البطارية المطلوب. من خلال استخدام ترانزستورات GaN ثنائية الاتجاه، يمكن تبسيط هاتين الخطوتين في مرحلة محول واحدة، مما يعزز الكفاءة ويخفض تكاليف المواد.
ونتيجة لذلك، يمكن أن تصل كفاءة المحول إلى 99%، مع إمكانية زيادة تردد التحويل أيضًا. وقد وضع الباحثون هدفًا طموحًا قدره 300 كيلو هرتز. "إن الهدف من تردد التحويل بمقدار 300 كيلو هرتز يمكن أن يعزز كثافة الطاقة إلى15 كيلوواطلكل لتر - زيادة بنسبة 800٪ عن أجهزة الشحن الحالية في السوق، "وفقًا لـ Fraunhofer IZM. يمكن أن يؤدي هذا الابتكار إلى إنشاء شاحن قوي مدمج أصغر من النماذج الحالية.
وفي إعلانهم، أكد فراونهوفر IZM على "المزايا الكبيرة في كثافة الطاقة والكفاءة"، مما يشير إلى أن شحن السيارات الكهربائية من المنافذ المنزلية القياسية يمكن أن يصبح أكثر فعالية. في حين أن هذا لا يعادل قدرات الشحنأجهزة الشحن السريع بالتيار المستمر، فإنه يعني إمكانية الاتفاقشواحن داخلية بقدرة 22 كيلووات. حاليًا، معظم السيارات الكهربائية مجهزة بثلاث مراحلشواحن داخلية بقدرة 11 كيلوواتعند 16 أمبير؛ لأسباب تتعلق بالتكلفة والمساحة، لا تقدم العديد من الشركات المصنعة22 كيلو واطنماذج. يمكن أن تعالج ترانزستورات GaN تحديات المساحة والتكلفةشواحن داخلية بقدرة 22 كيلوواتأكثر سهولة.
موقع الأخبار الأصلية:
electric.com, fraunhofer.de
العلامات: #شحن التيار المتردد #شاحن صندوق الحائط #شحن منزلي #شواحن التيار المستمر السريعة #شواحن داخلية بقدرة 22 كيلو واط #شاحن داخلي #شواحن داخلية بقدرة 11 كيلو واط