重新设计的电源逆变器有望提升电动汽车的续航能力

2021年05月04日 14:23 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

虽然不断改进的电池技术在提高电动汽车的续航能力方面吸引了很多人的注意,但这些机器的许多活动部件在其整体性能中发挥着作用。弗劳恩霍夫可靠性和微集成研究所的科学家们通过重新设想电源逆变器将电流从电池传递到电动机的方式,发明了一种新的电源逆变器设计,这种设计的效率更高,有望将电动车的续航能力提高6%。

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逆变器是一种将直流电转换为交流电的电子设备,在电动汽车中,它从电池中获取电力并将其转换为电动机的运行。作为电池和电机之间的中介,逆变器及其晶体管被用来处理大电流,这导致它们在车辆使用过程中温度升高。

为了解决这个问题,电动汽车中的功率逆变器使用固体冷却元件,其特点是将管道置于水中以引导热量的消散。这些冷却元件正是弗劳恩霍夫的科学家们关注的焦点,他们一直在为由碳化硅半导体制成的逆变器开发先进的晶体管,这些晶体管在电动汽车运行时可提供较低的功率损耗率。

该团队着手为这些先进的晶体管设计冷却元件,同时不影响碳化硅半导体提供的功率增益。他们利用3D打印技术生产出壁厚更薄的冷却元件,并将晶体管放置在一块厚度仅为几毫米的薄金属板上。

这种更薄的设计的结果是晶体管更接近冷却水,从而提高了冷却效果。冷却管道作为结构部件,支撑着金属板,而材料的纤薄特性使它们能够在逆变器加热和冷却时通过轻微变形吸收应力。此外,灵活的铜线将整个部件绑在一起,而不是实心的铜轨,进一步减少了运行期间的压力。

预计通过以这种方式优化驱动系统,电动汽车的续航能力最终将延长6%。

但是,要把这个原型变成生产车辆的功能部件,还有很长的路要走,尽管研究人员将在接下来的几个月里对其潜力有更好的了解。这包括与博世以及保时捷合作进行测试,后者将在专门为其设计的新传动系统中安装和测试逆变器。

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