Otomotiv sektörü, hibrit (HEV) ve tamamen elektrikli araçların (EV) yanı sıra yakıt hücreli araçların sayısının artmasıyla daha sürdürülebilir bir geleceğe doğru ilerliyor. Araç içindeki elektrik enerjisi miktarı arttıkça, güç yoğunluğu ve verimlilik ihtiyacı da artıyor. Elektrikli alt sistemlerin verimli ve güvenilir çalışması için etkili izleme ve kontrol şarttır. Microchip gibi yarı iletken tedarikçileri, E-Mobilitede yeniliği kolaylaştırmak için silisyum karbür (SiC) ile desteklenen geniş bir donanım ve yazılım portföyü, geliştirme araçları ve yüksek verimli güç çözümleri sunmaktadır.
Elektrikli araçların menzilini uzatmak ve şarj süresini azaltmak için yenilikçi çözümler geliştirmeye çalışan tasarımcılar, silikon tabanlı teknolojileri boyut, ağırlık ve güç verimliliği açısından fiziksel sınırlarına yaklaştırdılar ve bu zorlukların üstesinden gelmek için SiC çözümlerine geçiş yapıyorlar. Silikon ile karşılaştırıldığında, SiC cihazları daha düşük açık direnç, daha hızlı anahtarlama hızları ve daha yüksek bağlantı sıcaklıklarında daha büyük voltajlara ve akımlara dayanma yeteneği sunar. SiC'nin bir diğer önemli avantajı ise daha küçük boyutunun, birçok önemli EV uygulamasında kritik öneme sahip olan daha yüksek güç yoğunluğunu sağlamasıdır. Omdia'ya göre (2022 Orta Vadeli Durum Raporu, Uygulamaya Göre SiC Güç Yarı İletkenleri), geniş bant aralıklı (WBG) SiC güç yarı iletkenleri için otomotiv pazarının 2030 yılına kadar mevcut 1 milyar dolarlık değerinin on üç katına çıkması bekleniyor olması şaşırtıcı değil.
EV'lerde 800V gibi daha yüksek voltajlara doğru eğilim, çekiş invertörleri, DC-DC dönüştürücüler, araç içi şarj cihazları ve ısı pompaları ve yakıt hücreleri için kompresörler için yeni tasarımları yönlendiriyor. Yüksek voltajlı SiC MOSFET'lerin ve diyotların sağlam performansı, özellikle bulunabilirliğin önemli olduğu ticari ve arazi uygulamalarında EV'ler için çok uygundur.
SiC teknolojisi, araçtaki elektrikli bileşenleri korumak ve arıza olaylarını kalıcı bir arızaya dönüşmeden önce teşhis etmek için katı hal devre kesici veya E-Sigorta'da anahtarlama elemanı olarak da işlev görebilir.
Aynı zamanda, bir aracı hızlı bir şekilde şarj etmek için hızlı DC şarj altyapısına olan talep de vardır. Bu, özellikle mümkün olduğunca uzun süre çalışması gereken ticari uygulamalar için önemlidir.
Katı Hal Devre Kesiciler
Katı hal devre kesici için SiC kullanımı, geleneksel devre koruma çözümlerine kıyasla bir dizi avantaj sağlar. Teknoloji, yazılım tarafından yapılandırılabilir bir açma profili kullanarak hızlı bir şekilde anahtarlama yapabilir ve bir devreyi mikrosaniyeler içinde, geleneksel mekanik yaklaşımlardan 100-500 kat daha hızlı kesebilir.
E-Sigorta sıfırlanabilir olduğundan, bir devre düzenli olarak kesiliyorsa güvenilir ve uzun vadeli bir çözüm sağlar. Katı hal E-Sigorta çözümü kullanıldığında, yüksek voltajlı DC anahtarlama sırasında elektrik arkı riskleri ortadan kalkar.
Hızlı Şarj
Elektrikli araçlar, ticari ve arazi araçları hızlı şarj özelliğine ihtiyaç duyar. Bir araba gece boyunca şarj için garaj yolunda bekleyebilirken, otobüsler veya inşaat ekipmanlarının gün veya gece boyunca etkili bir şekilde çalışması gerekir. Bunlar, ağır yük taşıyan daha büyük araçlar için gerekli güç seviyelerini sağlamak üzere 800V veya hatta 1000V'luk batarya paketlerine geçiyor.
Silikon IGBT'lere kıyasla SiC'nin daha yüksek verimliliği, daha küçük soğutuculara ihtiyaç duyulması anlamına da gelir ve bu da aracın ağırlığını azaltır.
Gelecekte, araç bataryasından şebekeye enerji geri beslemek gerekli bir seçenek olacaktır.
150 kW'a kadar altyapı şarj cihazı için yapı taşları
Silikon karbür, şarj altyapısı için de önemlidir. Daha yüksek voltaj ve akımların avantajları, daha küçük soğutma elemanları için daha yüksek verimlilikle birleştiğinde, daha küçük şarj cihazı tasarımlarına yol açar. Şarj cihazının boyutu, gece boyunca bir depoda saklanan ticari ve arazi araçları için o kadar kritik olmasa da, popülerlik kazanan ev tipi çift yönlü DC şarj cihazları için önemlidir.
Benzer şekilde, halka açık Seviye 3 DC hızlı şarj cihazları, aracın Dahili Şarj Cihazını (OBC) atlayarak,
EV'nin Batarya Yönetim Sistemi (BMS) aracılığıyla doğrudan bataryayı şarj eder. OBC'nin atlanması, şarj cihazının çıkış gücünün 50 ila 350 kW arasında değişmesiyle önemli ölçüde daha yüksek şarj oranları sağlar.
Endüstri-Dünyası’nın amacı; endüstriyel mühendisliğine dünyanın her yerinde üretilip Türkiye pazarına sunulan yeni ürünler ve hizmetler ile ilgili bilgi vermektir. Eğer siz de firmanızın yeni ürünlerinin Endüstri Dünyası’nda yer almasını istiyorsanız lütfen teknik basın bültenlerinizi editörlerimize gönderin.
