Незважаючи на те, що технологія акумуляторів, яка постійно вдосконалюється, привертає велику увагу, коли мова йде про поліпшення асортименту електромобілів, у таких машинах також міститься безліч рухомих частин, які відіграють роль у загальній продуктивності системи. Переосмисливий спосіб, яким силові інвертори передають струм від батареї до електродвигуна, вчені з Інституту надійності та мікроінтеграції ім. Фраунгофера придумали нову конструкцію, яка, за їхніми словами, працює набагато більш ефективно і може поліпшити продуктивність електромобілів на 6%.
Нові інвертори дозволять ефективніше охолоджувати складові системи і вберегуть автомобіль від перегріву
Інвертор потужності - це електронний пристрій, який перетворює постійний струм на змінний, а в контексті електромобіля він бере електрику від батареї і перетворює її для роботи електродвигунів. Виступаючи в якості проміжної ланки між акумулятором і двигуном, силовий інвертор і його транзистори призначені для роботи з великими електричними струмами, які викликають підвищення їх температури в міру використання транспортного засобу.
Для боротьби з перегрівом в інверторах потужності електромобілів використовуються тверді охолоджувальні елементи, що містять канали, що знаходяться у воді, допомагає направити і розсіяти надлишки тепла. Саме ці охолоджувальні елементи привернули увагу вчених Інституту Фраунгофера, які розробляють передові транзистори для інверторів з напівпровідників на основі карбіду кремнію. Такі елементи забезпечують нижчий рівень втрат потужності при експлуатації електромобіля.
Команда мала намір спроектувати охолоджувальні елементи для передових транзисторів, які не допускали б зниження виграшу в потужності, забезпечуваного напівпровідниками з карбіду кремнію. Вчені використовували 3D-друк для виробництва охолоджувальних елементів з набагато більш тонкими стінками і розмістили транзистори на металевій пластині товщиною всього кілька міліметрів.
У подібній конструкції транзистори розташовані ближче до охолоджувальної води, що очікуване посилює ефект. Канали охолодження також служать конструктивними елементами, що підтримують металеві пластини, а тонкість матеріалів дозволяє їм поглинати напруги, що виникають при нагріванні та охолодженні інвертора, за рахунок досить незначної деформації. Крім того, замість суцільних мідних доріжок все це пов'язують гнучкі мідні дроти, що ще більше знижує напругу під час роботи.
«Ми очікуємо, що за рахунок такої оптимізації трансмісії асортимент електромобілів і їх продуктивність в кінцевому підсумку будуть збільшені до 6%», - заявив Ойген Ерхардт.
Ерхардт зазначає, що до перетворення цього прототипу на функціональний компонент серійного автомобіля належить пройти ще довгий шлях, хоча дослідники отримають краще уявлення про його потенціал в найближчі місяці. На них чекають випробування нової технології у співпраці з Робертом Бошем, а також з брендом Porsche, який встановить і протестує інвертор у новій трансмісії, розробленій спеціально для нього.