QPT и GaN Systems подписали меморандум о взаимопонимании для разработки технологий, позволяющих увеличить запас хода электромобиля

13 июля 2023 г.

Компания по производству силовой электроники Quantum Power Transformation (QPT) из Кембриджа, Великобритания (которая была основана в 2020 году) объявила в конце мая, что она создала технологии привода, управления и считывания, чтобы максимизировать производительность транзистора из нитрида галлия (GaN) и решить проблемы проектирования в Диапазон частот от 100 кГц до 20 МГц для мощных и высоковольтных приложений, использующих жесткое переключение. Эта технология в настоящее время раскрывает энергетические характеристики в конструкциях на основе GaN, в основном в автомобильной промышленности.

QPT заявляет, что для ее решения требуются быстродействующие GaN-транзисторы для обеспечения обещанной энергоэффективности GaN. Фирма подписала меморандум о взаимопонимании (MoU) с GaN Systems Inc из Оттавы, Онтарио, Канада (бесплатный разработчик силовых переключающих полупроводников на основе GaN для приложений преобразования энергии и управления), чтобы исследовать возможности разработки этих технологий, что привело к повышение производительности и дальнейшие улучшения, которые могут увеличить запас хода электромобилей (EV).

«GaN Systems производит GaN-устройства мощностью 650 В с самыми высокими характеристиками, и это позволяет нам достичь максимальной эффективности в сочетании с нашей технологией», — говорит основатель и генеральный директор QPT Роб Гвинн. «Чем выше эффективность использования энергии, тем больше диапазон электромобиля».

QPT «открыла функциональное улучшение производительности, в результате чего было создано высокооптимизированное решение GaN для рынка электромобилей», — комментирует генеральный директор GaN Systems Джим Уитхэм. «В партнерстве транзисторы GaN Systems и технология QPT могут кардинально изменить рынок GaN».

Наиболее значительный прирост диапазона EV обусловлен способностью QPT гораздо более эффективно управлять GaN. Транзисторы GaN могут работать на более высоких частотах для включения и выключения. Чем выше скорость переключения, тем меньше времени тратится на переход и тем меньше энергии теряется. GaN-транзисторы могут быстро переходить из состояния «включено» в положение «выключено» за 1–2 нс вместо 20–50 нс для транзисторов из кремния и карбида кремния (SiC). Однако достижение максимальной производительности является сложной задачей в некоторых высоковольтных и мощных приложениях.

Утверждается, что решение QPT позволяет GaN-транзисторам работать с полным потенциалом на частотах до 20 МГц с переключением в наносекунды, что обеспечивает более высокую точность работы без проблем с радиочастотными помехами или перегревом. Технология фирмы позволяет двигателям работать с КПД до 99,7% при пиковой нагрузке без снижения КПД при более низких нагрузках. В настоящее время это является проблемой для традиционных конструкций, где эффективность может быстро падать при более низких нагрузках.

Дополнительный импульс достигается за счет интеграции и уменьшения частотно-регулируемого привода (ЧРП), который управляет скоростью двигателя. Существующие частотно-регулируемые приводы громоздки, поэтому они неизменно располагаются вдали от самого двигателя, а затем соединяются медными кабелями, которые являются большими и тяжелыми, чтобы выдерживать сотни ампер, проходящие через них. QPT заявляет, что ее технология GaN уменьшает размер частотно-регулируемого привода примерно в 20 раз, уменьшая вес. Что еще более важно, уменьшение размера означает, что его можно расположить рядом с двигателем.

Утверждается, что это решение с интегрированным двигателем устраняет необходимость в длинных и тяжелых медных кабелях, что может привести к значительному снижению веса и стоимости примерно на полметра каждый. Кроме того, медные кабели имеют маркировку сопротивления, что снижает потери мощности и снижает общую эффективность системы. Все эти факторы означают, что решение QPT без медных кабелей может увеличить запас хода автомобиля.

«Наши расчеты показывают, что наше решение VFD может снизить энергопотребление примерно на 10% и даже больше, когда двигатель работает на низких скоростях», — говорит Гвинн. «Вместе с преимуществами отсутствия длинных кабелей это может значительно увеличить дальность действия электромобиля или батареи меньшего размера при том же диапазоне», — добавляет он. «Наша технология инкапсулирована в модули для формирования решения plug-and-play, которое можно использовать для замены существующего частотно-регулируемого привода, при этом остальная часть существующей системы, такая как микропроцессор и программный стек, остается прежней».

Модули QPT позволяют GaN работать на частоте до 20 МГц без перегрева или проблем с радиочастотами.

QPT запускает модуль qGaNDrive

Силовая электроника GaN-системы

www.gansystems.com

www.qpt.com