Fraunhofer IZM, Porsche และ Bosch ร่วมสร้างอินเวอร์เตอร์ “Continuous Power” 600 kW ปฏิวัติยานยนต์ไฟฟ้า

สถาบัน Fraunhofer IZM, Porsche และ Bosch ได้ร่วมกันพัฒนานวัตกรรมครั้งสำคัญในวงการยานยนต์ไฟฟ้า นั่นคือ อินเวอร์เตอร์ “Continuous Power” ที่สามารถจ่ายไฟได้ถึง 600 กิโลวัตต์อย่างต่อเนื่อง พร้อมความสามารถในการระบายความร้อนที่โดดเด่น เทคโนโลยีนี้อาศัยคุณสมบัติของ ทรานซิสเตอร์ SiC (ซิลิคอนคาร์ไบด์) และ เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ ซึ่งถือเป็นก้าวสำคัญในการพัฒนาอุตสาหกรรมการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า

อินเวอร์เตอร์: หัวใจสำคัญและประสิทธิภาพของยานยนต์ไฟฟ้า

อินเวอร์เตอร์ เป็นองค์ประกอบหลักของระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า ทำหน้าที่แปลงกระแสตรง (DC) จากแบตเตอรี่เป็นกระแสสลับสามเฟส (AC) เพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้า ยิ่งมอเตอร์มีกำลังมากเท่าใด อินเวอร์เตอร์ก็ยิ่งต้องแปลงกระแสไฟฟ้ามากขึ้นเท่านั้น ซึ่งส่งผลต่อการสูญเสีย ความร้อน และขนาดของระบบ ดังนั้น ประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์จึงเป็นตัวตัดสินสมรรถนะโดยรวมของรถยนต์ไฟฟ้า การลดการสูญเสียพลังงานช่วยให้รถวิ่งได้ไกลขึ้น และการจ่ายกระแสไฟฟ้าที่รวดเร็วช่วยเพิ่มพลวัตในการขับขี่ ด้วยเหตุนี้ การพัฒนาน้ำหนักของระบบจึงเป็นสิ่งสำคัญสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าที่มีน้ำหนักมาก

“Continuous Power”: มาตรฐานใหม่สำหรับรถสปอร์ตไฟฟ้า

อินเวอร์เตอร์ “Continuous Power” นี้สามารถให้กำลังไฟฟ้าต่อเนื่องถึง 600 กิโลวัตต์ (ประมาณ 815 แรงม้า) และกำลังไฟฟ้าสูงสุดถึง 720 กิโลวัตต์ (ประมาณ 979 แรงม้า) ซึ่งถือเป็น มาตรฐานใหม่สำหรับรถสปอร์ตไฟฟ้า โดยมีกำลังมากกว่าปกติในรถบรรทุก 40 ตันถึงหนึ่งเท่าครึ่ง การบรรลุกำลังระดับนี้เป็นผลมาจากการใช้ เทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ SiC และการออกแบบระบบระบายความร้อนใหม่ทั้งหมด

ประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์นี้ขึ้นอยู่กับทรานซิสเตอร์ SiC ที่ทำงานได้ในอุณหภูมิสูงขึ้น ลดการสูญเสียพลังงาน และช่วยให้การออกแบบกะทัดรัดยิ่งขึ้น การฝังโมดูลเซมิคอนดักเตอร์ลงในแผงวงจรโดยตรงช่วยลดค่าความเหนี่ยวนำรั่วไหลเหลือเพียง 1.1 นาโนเฮนรี่ ทำให้การสลับวงจรมีประสิทธิภาพมากขึ้นและลดการสูญเสียความร้อน นอกจากนี้ยังใช้ตัวเก็บประจุ DC link ที่มีความหนาแน่นของพลังงานสูง และการออกแบบที่เอื้อต่อการผลิตจำนวนมาก

นวัตกรรมการระบายความร้อนด้วยการพิมพ์ 3 มิติ

ระบบระบายความร้อนของอินเวอร์เตอร์ “Continuous Power” ประกอบด้วย องค์ประกอบระบายความร้อนทองแดงที่พิมพ์ 3 มิติ และ ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำเสริมที่ทำจากอะลูมิเนียม การใช้ทองแดงเนื่องจากมีการนำความร้อนสูง และส่วนประกอบที่ไวต่ออุณหภูมิจะเชื่อมต่อโดยตรงกับระบบระบายความร้อนผ่านการเชื่อมประสานด้วยเงิน

ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำที่มีการไหลแบบขนานช่วยให้มั่นใจได้ถึงการกระจายแรงดันที่สม่ำเสมอและแรงดันตกต่ำเพียง 150 มิลลิบาร์ที่อัตราการไหล 10 ลิตรต่อนาที แม้ภายใต้การโหลดต่อเนื่อง อุณหภูมิระหว่างตัวเครื่องและสารหล่อเย็นยังคงต่ำกว่า 20 เคลวิน ซึ่งแสดงถึงประสิทธิภาพการระบายความร้อนที่สูงของระบบ

ส่วนประกอบทั้งหมดของอินเวอร์เตอร์ได้รับการประสานงานกันและควบคุมด้วยซอฟต์แวร์ที่พัฒนาขึ้นมาโดยเฉพาะ ด้วยการออกแบบที่กะทัดรัดและเป็นโมดูลาร์ ระบบนี้จึงมีความหนาแน่นของพลังงานสูงถึง 200 kVA ต่อลิตร ซึ่งสูงกว่าโซลูชันที่มีอยู่ในปัจจุบันถึงสองถึงสี่เท่า การออกแบบแบบโมดูลาร์ยังช่วยให้การบำรุงรักษาและการเปลี่ยนส่วนประกอบง่ายขึ้น ช่วยยืดอายุการใช้งานและประหยัดทรัพยากร ด้วยการผสมผสานเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ที่มีประสิทธิภาพ ระบบระบายความร้อนที่ซับซ้อน และประสิทธิภาพสูง พันธมิตรคาดว่าอินเวอร์เตอร์ “Continuous Power” จะเป็นส่วนประกอบสำคัญสำหรับระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าในอนาคต

ที่มา : https://www.all-about-industries.com/innovative-inverter-provides-600-kw-continuous-power-with-low-inductance-a-9ada374adaa82693c1caac920c9596f9/