Prepracovaný výkonový menič sľubuje zvýšenie dojazdu elektromobilov
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 4. 5. 2021
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Hoci sa neustále zlepšuje technológia batérií, pokiaľ ide o zvýšenie dojazdu elektrických vozidiel, prispieva k tomu aj veľa pohyblivých častí, ktoré zohrávajú úlohu v celkovom výkone. Vedci z Fraunhoferovho inštitútu pre spoľahlivosť a mikrointegráciu vyvinuli nový spôsob, akým výkonové meniče prenášajú prúd z batérie na elektrický motor, čím by sa mohol zvýšiť dojazd elektromobilov až o šesť percent.
Výkonový menič, označovaný aj ako výkonový invertor, je elektronické zariadenie, ktoré premieňa jednosmerný prúd na striedavý prúd a v kontexte elektrického vozidla odoberá elektrinu z batérie a premieňa ju na chod elektromotorov. Ako medzičlánok medzi batériou a motorom sú výkonový menič a jeho tranzistory vyrobené tak, aby zvládli vysoký elektrický prúd, ktorý pri používaní vozidla spôsobuje zvýšenie teploty.
Aby s tým dokázali výkonové meniče bojovať, používajú sa v elektromobiloch pevné chladiace prvky s kanálikmi spočívajúcimi vo vode, kam smeruje a odvádza sa teplo. Práve na tieto chladiace prvky sa zameriavajú aj vedci z Fraunhoferovho inštitútu, ktorí vyvíjajú pokročilé tranzistory pre výkonové meniče vyrobené z polovodičov z karbidu kremíka, ktoré pri prevádzke elektrického vozidla prinášajú nižšiu mieru straty energie.
Tím sa rozhodol navrhnúť chladiace prvky pre tieto pokročilé tranzistory tak, aby neohrozili zvyšovanie výkonu ponúkané polovodičmi z karbidu kremíka. Využili pritom 3D tlač na výrobu chladiacich prvkov s oveľa tenšími stenami a tranzistory umiestnili na tenkú kovovú dosku s hrúbkou len pár milimetrov.
Výsledkom tenšieho dizajnu je, že tranzistory sú bližšie k chladiacej vode, čo zvyšuje chladiace účinky. Chladiace kanály fungujú ako konštrukčné prvky, ktoré podopierajú kovové platne, zatiaľ čo tenká povaha materiálov im umožňuje absorbovať napätia, keď sa výkonový menič ohrieva a ochladzuje, pričom sa tak mierne deformuje. Okrem toho flexibilné medené drôty spájajú celú vec dohromady namiesto bežne používaných pevných medených pásov, čo ďalej znižuje napätie počas prevádzky.
Vedci očakávajú, že vďaka tejto optimalizácii hnacej sústavy sa v konečnom dôsledku podarí zvýšiť dojazd elektromobilov až o šesť percent. Od prototypu po funkčnú súčasť sériovo vyrábaného elektromobilu je však ešte dlhá cesta. Tím však získa lepšiu predstavu o jeho potenciáli v nasledujúcich mesiacoch. V pláne je totiž testovanie v spolupráci s Robert Bosch a tiež s Porsche, ktoré nainštaluje a otestuje prepracovaný výkonový menič v novom hnacom ústrojenstve určenom špeciálne pre tento menič.
