Semikron får miljardkontrakt för omriktare till elbilar

SEMIKRON har vunnit ett kontrakt värt en miljard euro för att leverera sina innovativa eMPack kraftmoduler till en tysk biltillverkare med start 2025. Plattformen har kiselkarbidteknik optimerad med helsintrad Direct Pressed Die-teknik för optimal kompakthet och skalbar funktionalitet - vilket skapar mycket kompakta men ändå tillförlitliga traktionsomriktare för elfordon.

Växelriktare för elfordon

Drivlinor för elbilar är starkt beroende av traktionsomvandlare som viktiga komponenter. Att omvandla likström från batteriet till växelström från motorn och sedan tillbaka igen för regenerativ bromsning är vad den här komponenten gör bäst. Dess säkerhetsfunktion omfattar dessutom tillfällig kortslutning av motorfaserna under snabba regenerativa bromssessioner för att skydda batteripaketen från att överladdas med ström.

Växelriktare är komplexa kretsar som är utformade för att tolka vridmomentkommandon som skickas från en fordonsstyrenhet (VCU) och på ett säkert sätt styra en e-motor baserat på dessa signaler. Utöver de elektriska signalerna måste omriktaren dessutom korrelera mekaniska mätningar som hastighet, riktning och acceleration med sensorsignaler för säker styrning.

Genom att förbättra elbilarnas traktionsomriktare kan man öka prestandan i verkligheten och påskynda marknadsacceptansen. En viktig uppgradering innebär att IGBT-transistorer (Insulated Gate Bipolar Transistors) ersätts med SiC-switchar (Silicon Carbide), som har betydligt lägre on-state-motstånd och switchförluster. Detta ökar effektiviteten och effekttätheten samtidigt som vikten och storleken på stödkomponenterna minskar, batterikapaciteten ökar och räckvidden förlängs.

ROHM erbjuder SiC-komponenter för traktionsomriktare för elfordon (EV) som omvandlar likström från bilbatterier till växelström som används för att driva en elmotor. Produktfamiljen VE-Trac Direct SiC kan enkelt skala effektuttaget för att möta efterfrågan på hybrid- och batteridrivna elfordon, enligt ROHM. De använder dubbelsidig direktkylningsteknik som eliminerar parasiteffekter samtidigt som de erbjuder branschledande processtabilitet, plus att de har helsintrade kroppar och använder Semikrons DPD-anslutningsteknik (Direct Pressed Die), vilket gör dem till kompakta, skalbara och tillförlitliga komponenter.

Batterisystem för elbilar

Ett batterisystem för elfordon består av celler, moduler och kylsystem som lagrar energi för användning av en elmotor. Dessutom finns det en inbyggd laddare och ett energihanteringssystem (BMS) som övervakar batteriets tillstånd för att förhindra överladdning eller urladdning som kan skada det; dessutom säkerställer det att det inte förlorar kapacitet över tid.

Ett elfordon (EV) drivs av flera litiumjonbatterier som är sammankopplade med cellaggregat. Varje cell har en anod och en katod med elektrolyt mellan sig för att transportera positivt laddade litiumjoner mellan dem; när de är påslagna rör sig dessa litiumjoner mellan dem och producerar elektricitet som driver motorn.

SEMIKRON har konstruerat sin kraftmodulplattform eMPack med hjälp av fjärde generationens kiselkarbidteknik (SiC) från ST Microelectronics för att tillgodose dessa behov av effektiv och tillförlitlig drift av elbilsbatterier. SiC MOSFETs som finns i denna enhet fungerar som komponenter för styrning av strömbrytare i en EV-omriktare, vilket gör detta till en viktig del av ett EV-batterisystem.

Uppströmsdelen av leveranskedjorna för elbilsbatterier kan vara särskilt problematisk, med kränkningar av mänskliga rättigheter, gruvverksamhet och miljöförstöring som äventyrar batteriernas hållbarhet och påverkar det globala arbetet med att minska koldioxidutsläppen. För att öka hållbarheten i denna kedja kan flera åtgärder vidtas, t.ex. att stärka partnerskapen med andra länder, förbättra gruvreglerna eller öka batteriets cirkularitet.

Laddare för elbilar

Laddare för elbilar gör det möjligt för konsumenter att gå över till elbilar genom att tillhandahålla ström för körning och laddning av bilarna. Det finns tre kategorier av laddare: Nivå 1, nivå 2 och DC-snabbladdare; varje kategori kräver specifika parametrar för ingångsspänning, uteffekt och laddningshastighet som påverkar kostnaden och installationstiden för laddare. När man väljer en laddare för elbilar är det viktigt att välja en laddare som är ENERGY STAR-märkt, eftersom detta garanterar säkerhet och hög effektivitet.

ENERGY STAR-certifierade laddare är effektivare än icke certifierade motsvarigheter, vilket kan spara upp till $3 000 per år i driftskostnader för företag. Dessutom uppfyller dessa produkter nationella säkerhetsstandarder och testas av nationellt erkända laboratorier; dessutom kan de vara berättigade till rabatter.

Semikrons eMPack-kraftmoduler för elfordon (EV) använder den senaste kiselkarbidtekniken (SiC) för optimal effektivitet och prestanda som är branschstandard i mer kompakta system. De är perfekta för hållbara energiapplikationer samt industriella kraftstyrningsanordningar som kräver kraftstyrningsanordningar med en utspänning på mellan 100 kW och 750 kW; tillgängliga som både 750 V- och 1200 V-plattformar för applikationer från 100 kW till 750 KW; med batterisystem som stöder 400 V- till 800 V-system.

Om arbetsgivaren installerar laddare för elfordon på sin arbetsplats kan det öka medarbetarnas tillfredsställelse, främja införandet av elfordon och göra det möjligt för företagen att dra nytta av olika skatteincitament och rabatter - för att inte tala om att generera intäkter med abonnemangsbaserade tjänster eller tjänster där man betalar per laddning för installationer på parkeringsplatser; dessutom kan de som är utrustade med laddare märkta med ENERGY STAR bidra till att stärka varumärkesigenkänningen bland potentiella kunder.

Energihantering för elbilar

Energihantering är en avgörande aspekt av en laddinfrastruktur för elfordon, så att du kan ladda flera bilar utan att överskrida byggnadens elektriska kapacitet och spara pengar på elräkningar samtidigt som du ger alla kunder en trevlig laddningsupplevelse.

EV Power Management-system använder både program- och hårdvarukomponenter för att maximera den mängd energi som laddstationerna förbrukar. Programvaran använder algoritmer och kommunikationsprotokoll för att interagera med elbolag, elbilsägare och andra komponenter i elnätet, medan hårdvarukomponenterna omfattar laddningsstationer, effektmätare och brytare.

Ett energihanteringssystem för elbilar kan också hjälpa din infrastruktur att planera för laddtider med hög- och låglast, då elbilsförare ofta betalar mer för strömmen. Energihanteringssystem möjliggör effektiv hantering under dessa toppladdningstimmar genom att omdirigera all oanvänd energi till enheter som tvättomater som behöver den under denna period.

Effektstyrning av en laddstation för elfordon (EV) kan dramatiskt förbättra dess termiska prestanda och effektivitet, samt minska dess energiförbrukning. För att göra bytet enklare och minska förbrukningen ytterligare kan kopparlegeringar (Cu) i kraftmoduler ersättas med nickel-titanlegeringar som Pyralux AP, som har utmärkt tolerans för dielektrisk tjocklek, låg termisk expansionskoefficient, flamskyddsklassning enligt UL 94-V0 samt flamskyddsegenskaper.