再生可能エネルギーによる自動車市場の破壊を目の当たりにし、電子バッテリーのコストが低下し、代替エネルギー源がより魅力的になり、強力なストレージ・ソリューションが求められている。電化ウィークスのこのパートでは、未来志向の技術を取り上げ、800Vインバーターとその周辺技術、それらの利点、新世代自動車の開発と導入における可能性について見ていきます。
電気自動車の効率向上、適切なインフラによる充電の利便性向上、充電時間の短縮に対する需要の高まりから、多くの自動車メーカーは、より高い効率と費用対効果を可能にする800Vインバーターなど、新時代の充電システムや技術を模索・開発している。
この技術は、自動車メーカーが新車により多くの電力をより早く投入し、800Vに対応できるインフラが間もなく改善されることで、動きの速い市場にマッチしたスピードで充電することを約束するものだ。この充電技術は、充電ステーションでの待ち時間を大幅に短縮することを約束するが、それ以上に重要なのは、航続距離の不安を過去のものにすることだ。近年、自動車メーカーは電気自動車に対する消費者の懐疑的な態度にしばしば直面し、充電技術におけるより良い解決策を望んでいる。新しい技術が市場に参入し、この考え方を変えるのに役立っている。インフラの進化に伴い、800V技術のような急速充電ソリューションは、それぞれ速度を増しています。800V対応のDC急速充電インフラは、極端/超高速充電XFC技術への重要なイネーブラーです。hofer powertrain 、お客様が便利なEVシステムで、新しい標準として、航続距離の延長を達成できるよう、800Vシステムを 開発してきました。当社のチームは、特定の車両コンセプトを実現するための試験、シミュレーション、技術、コンセプト研究を通じて、個々のニーズに対応した開発サービスと技術サポートを提供しています。
インバーターの効率を向上させる800Vシステムの使用には、2つの主な利点がある：より多くの電力をより短時間で伝達することによる充電の高速化と、ケーブル配線における電力損失の低減である。一方、電気パワートレインの性能（すなわち出力）の向上は、大電流または高電圧のいずれかによって達成できる。400Vシステムに比べ、800Vインバーターでは同じ電力を送るのに必要な電流が少なくて済む。高電圧で低電流を流すと、熱による損失が少なくなるため、より小型で軽量なケーブルやコネクターが必要になります。
低電圧から800Vシステムに移行する際の主な考慮事項：
炭化ケイ素半導体（SiC）技術を使用し、全体的な高効率、電力密度、冷却要件を向上。
新しいインフラがますます利用可能になる中、スイッチング技術を最新のものに更新することは重要である。この観点から、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（IGBT）からSiCスイッチング技術への移行は、スイッチング速度と大電流への素早い切り替えという利点がある。電流と電圧のクロスオーバーが短くなることで、モジュールの電力損失が減少します。その結果、トラクション・インバーターで現在もよく使用されているIGBTと比較して、SiC技術は新しい車両モデルのより高い動作要件を満たし、IGBTは高周波でのスイッチング時に課題に直面するため、より高い電圧での動作を可能にします。
とはいえ、どちらのスイッチング技術にもそれぞれの可能性があり、400Vまたは800Vのシステムで動作させることができます。hofer powertrain では、専門家が初期段階からシミュレーションを行い、すべての重要なパラメータを考慮した上で、特定の使用ケースに対して最も効率的なスイッチング技術を選択できるようにしています。
ダイナミックで正確かつ確実なトラクショントルクをエネルギー効率よく制御
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高度にカスタマイズ可能な機能を備えた当社のコンパクトなPE215-800V ONEボード・ソリューションは、ハイブリッドおよび完全電動アプリケーション向けに、最大99.3%の効率で最先端の電力密度を実現します。このモジュールの主な目的は、パワーエレクトロニクスの制御において高水準の性能を維持しながら、最小のパッケージで最高の電力密度を提供することです。
自社開発の800Vインバーター搭載のハイライト ONEボード システムを搭載しています：
パワーエレクトロニクス、トランスミッション、ソフトウェア、電気機械（EM）を含む電気駆動ユニットの全コンポーネントのサプライヤーとして、これらのコンポーネントの設計はhofer powertrainの完全な管理下にあります。これにより、DCリンク電圧の上昇がEM性能に与える影響や、的確なフォローアップ修正など、クローズアップされた分析が可能になります。
e-machineはあらゆる電圧の受信に対応できるように設計されているため、インバーターへの影響は通常、e-machineへの影響よりもかなり大きい。しかし、e-machineをアップグレードすることで、より高い電圧にも対応できるようになる場合もある。
hoferの専門家は、機械の最高運転速度を上げることによる影響を計算・分析できるため、システム設計のアプローチ（変速比の影響、ベアリングの選択、ローターの機械的完全性など）に対して慎重な検討を行うことができます。電圧選択によって影響を受ける主なパワートレイン・パワーエレクトロニクス・コンポーネントはインバータ（DC→AC）であるため、インバータ・パワーモジュールへの効率影響を調べるシミュレーションを実施することができる。
上述したように、高電圧化は大電流化に比べてパッケージや重量への影響が少ない。しかし、沿面距離やクリアランス距離が長くなるため、高電圧コンポーネントの設計やパッケージングで考慮する必要があります。当チームは、開発プロセスの早い段階でシステムをモデル化することにより、適切なソリューションを見つけることを得意としています。彼らは、理想的なソリューションとその正確な特性を計算し、要件に従って動作させることができます。
私たちの道路を電動化するための世界的な競争が火花を散らしており、内燃自動車からあらゆる種類のハイブリッド車、そして効率的な完全電気自動車へと高速で移行している。OEMとエンジニアリング・チームは、この使命を達成するためのさらなる開発と改良に力を注いでおり、特にエネルギー貯蔵ソリューションが非常に重要な要素となっている。次回の電動化週間では、より高性能な電子バッテリーを開発し、日々改善されるインフラに対応させ、技術的な進歩に焦点を当てるというOEMの現在の課題を取り上げる。さらに、すでに競争に加わっている燃料電池のような新しい興味深いエネルギー源についても触れ、これらの技術が最も恩恵を受ける分野と、その課題に対してhofer powertrain が準備している成果物について説明する。
