蓋世汽車訊 據(jù)外媒報道，美國國家可再生能源實驗室（NREL）與約翰迪爾公司（John Deere）合作開發(fā)出熱管理系統(tǒng)，有望顯著提高重型電動汽車應(yīng)用中碳化硅（SiC）逆變器的功率密度。近期研究表明，改進后的逆變器設(shè)計使功率密度比以前的純硅逆變器提高了378%。

（圖片來源：NREL）

在重載應(yīng)用中，電源逆變器負責(zé)控制直流和交流電氣系統(tǒng)之間的功率流，以運行車輛系統(tǒng)、附件和電機，例如電機和發(fā)電機。高效逆變器是環(huán)保汽車替代品所必需的關(guān)鍵部件。

NREL高級研究員和熱管理專家Kevin Bennion表示：“NREL碳化硅熱管理設(shè)計創(chuàng)新的關(guān)鍵是提高傳熱系數(shù)，這使得該系統(tǒng)能夠在發(fā)動機冷卻液運行過程中實現(xiàn)高效、持續(xù)地自我冷卻。該創(chuàng)新設(shè)計可大大提高功率密度，并保持系統(tǒng)安全高效地運行?！?/p>

一般來說，與普通輕型轎車相比，重型車輛在運行過程中需要更多的動力和更高的扭矩。NREL在寬帶隙功率模塊熱管理方面具有很深的研究，可有助于減少組件占用空間、提高性能和效率，并支持為重載應(yīng)用中碳化硅逆變器的高頻率運行。

然而，功率輸出取決于逆變器功率模塊的最高溫度限制，因為這些功率模塊會存在過熱和關(guān)機的風(fēng)險。因此，NREL研究人員開發(fā)出一種熱管理系統(tǒng)，可優(yōu)化系統(tǒng)效率，同時調(diào)節(jié)碳化硅模塊（用115 °C水-乙二醇冷卻劑直接冷卻）的工作溫度。由Brij Singh博士領(lǐng)導(dǎo)的約翰迪爾工程團隊已對該項技術(shù)進行廣泛地評估。

EV逆變器熱管理的常見策略是在組件表面平行運行流體冷卻劑，以傳遞熱量并快速冷卻系統(tǒng)。NREL設(shè)計的先進系統(tǒng)將垂直射流與基于微型通道和微型歧管的冷卻系統(tǒng)相結(jié)合，以從逆變器和電源模塊中提取熱量。該設(shè)計可實現(xiàn)超高的傳熱系數(shù)，最高可達93,000瓦/平方米/開氏度（W/[m2-K]），是當(dāng)前商業(yè)系統(tǒng)的四倍多。

（圖片來源：NREL）

此外，該NREL設(shè)計還將現(xiàn)有的柴油發(fā)動機冷卻系統(tǒng)用于簡化的發(fā)動機冷卻劑架構(gòu)。傳統(tǒng)的重型逆變器需要單獨的冷卻系統(tǒng)才能成功運行，同時確保逆變器的耐用性。通過消除對單獨冷卻回路的需求，NREL新穎的熱和熱機械研究有助于逆變器實現(xiàn)43千瓦/升的功率密度。

該碳化硅設(shè)計中的熱和機械創(chuàng)新可顯著減小逆變器的尺寸，從而打造一個更小、更輕的系統(tǒng)。重量減輕及性能改進都將進一步改善燃油效率和運營成本。

Kevin Bennion表示：碳化硅逆變器技術(shù)在能效、燃油經(jīng)濟性、性能和系統(tǒng)集成方面都非常出色。由于碳化硅電源轉(zhuǎn)換器成本較高，更看重性能而非初始成本的市場更可能會采用該創(chuàng)新技術(shù)。我們相信這款逆變器將對重型機械、航空和軍事應(yīng)用產(chǎn)生重大影響?！?/p>

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