Inverter Tech, EV Pazarının Büyümesinde Önemli Rol Oynayacak | Otomotiv Dünyası

2035 yılında, Avrupa Parlamentosu tarafından CO2 üreten yeni otomobillerin ve minibüslerin satışını yasaklayan yasanın yürürlüğe girmesiyle, Avrupa otomotiv ve elektrikli araç (EV) pazarları fiilen aynı birim haline gelecek. Şu andan itibaren 2035 ve sonrasına kadar EV pazarının karşı karşıya olduğu önemli bir zorluk, tüketicilere geleneksel benzinli ve dizel araçlardan geçişi çekici, pratik ve uygun fiyatlı hale getirmek için gerekli ürün ve altyapının sunulmasını sağlamaktır. Bu zorluk yeterince karşılanmazsa, pazar önemli ölçüde daha yavaş bir büyüme ile karşı karşıya kalır.

Bir araç geliştirme noktasında aşılması gereken iki ana engel vardır. Birincisi EV’lerin maliyeti; otomotiv araştırma uzmanları Jato Dynamics tarafından hazırlanan bir 2022 raporu, Avrupa’da bir akülü elektrikli aracın (BEV) ortalama fiyatını vergi sonrası 55.821 € (60.780 ABD Doları) olarak belirledi ve birçok potansiyel alıcıyı piyasa dışından fiyatlandırdı. İkincisi, artık yalnızca arabanın bir şarjla ne kadar uzağa gidebileceği değil, aynı zamanda gücünü ne kadar verimli kullandığı ve bir yolculuk sırasında ne kadar hızlı şarj edilebileceği ile ilgili olan menzil kaygısıyla ilgilidir. Menzil kaygısı, bu değişikliği yansıtmak için artık düzenli olarak ‘şarj kaygısı’ ile değiştirilmektedir.

Aküden tahrikli tekerleklere verimli güç dönüşümü, GKN Otomotiv için tartışmasız en önemli odak alanıdır. Otomotiv endüstrisinin 1. Kademe tedarikçisi olan GKN Automotive, elektrikli aktarma organları teknolojisinde lider üreticilerden biri haline geldi. Şirket, EV’lerin performansını iyileştirmede ve fiyatlarını düşürmede verimliliğin sahip olduğu temel rolü erkenden belirledi.

EV’lerin geliştirilmesi, özellikle ilk aşamalarda, tüketicinin menzil konusundaki endişesini gidermek için pil boyutunu artırmaya odaklanmıştı, ancak bugün bu artık optimal olmayan bir yaklaşım. GKN Automotive ePowertrain Başkanı Dirk Kesselgruber şöyle açıklıyor: “Pil, bir EV’deki en pahalı bileşendir ve büyük bir pil kullanmak, aracın verimliliğini olumsuz yönde etkileyen ağırlık eklerken önemli bir maliyete neden olur. Yeni pil teknolojisinin ortaya çıkmasından önce, kısa ve orta vadede en büyük menzil iyileştirmelerinin, daha büyük piller yerine bileşenlerin optimizasyonuna odaklanmaktan kaynaklanacağına inanıyoruz.”

Şirket, araç performansına yönelik potansiyel faydaların ölçeği sayesinde invertör teknolojisini önemli bir geliştirme alanı olarak kabul etti. GKN Otomotiv bu alana büyük yatırım yaptı ve geçen yıl %20 daha fazla güç, %50 güç yoğunluğu artışı ve %60 güç-ağırlık artışı sağlayan 800 voltluk (V) bir invertörü piyasaya sürdü. modeli. Mühendisler ayrıca invertörde kullanılan bakır miktarını yaklaşık %60 oranında azaltmayı başardılar.

400V’tan 800V standardına geçiş, invertör teknolojisinin gelecekteki EV’ler üzerinde sahip olabileceği önemli etkinin bir göstergesidir ve üreticilerin daha verimli ve satın alması daha ucuz araçlar üretmesine olanak tanır. Yeni nesil invertör, azaltılmış araç ağırlığı, güç kayıpları ve şarj süreleri dahil olmak üzere en önemli avantajların çoğunu ortaya çıkarıyor.

İnvertör, motoru çalıştırmak için DC şarjını aküden AC şarjına çeviren ve sistem frenlemeden enerji aldığında tersini yapan bir elektrikli aktarma organında çok önemli bir bileşendir. Bu gücü, elektrik motorunun içindeki bobinlerin anahtarlamasını kontrol ederek, rotoru döndüren manyetik alanı yaratarak sağlar. Sistemin voltajını artırmak, aynı miktarda gücü sağlamak için gereken akımın azalmasını sağlar, bu da ısı kayıplarını azaltarak inverterin verimliliğini artırır. Bu da, daha hafif kablolama ve daha düşük invertör kütlesi yoluyla ağırlık tasarrufu ve ayrıca menzil kaybı olmadan daha küçük bir pil kullanma fırsatı yaratır.

Tüketici için en bariz ve önemli faydalardan biri, daha yüksek voltajlı invertörün aynı zamanda aracın şarj olmasını beklerken daha az zaman harcanması anlamına gelmesidir. Şarj kaygısı, olası EV sahipleri için önemli bir endişe kaynağı olmaya devam ediyor. Kesselgruber şu yorumu yapıyor: “Müşteriler kolayca bir şarj cihazı bulabileceklerini ve bulduklarında arabalarına saatlerce beklemeden bir yolculuğu tamamlamaya yetecek kadar şarj edebileceklerini bilmek istiyorlar. 800V sisteminin önemli bir avantajı, bir şarj cihazının herhangi bir zaman diliminde aküye sağlayabileceği güç miktarını artırarak şarj sürelerini %50’den fazla azaltmasıdır.”

Geliştirme ilerledikçe, invertörün elektrikli tahrik ünitesine (EDU) artan entegrasyonu, güç yoğunluğu ve termal yönetimde daha fazla iyileştirme sağlayacaktır. Bu sadece verimliliği artırmakla kalmayacak, aynı zamanda üretimde kullanılan malzeme miktarını azaltacak ve üretim maliyetini düşürecektir.

Yeni pil teknolojisinin ortaya çıkmasından önce kısa ve orta vadede en büyük menzil iyileştirmeleri, daha büyük piller yerine bileşenlerin optimizasyonuna odaklanmaktan kaynaklanacaktır.

Silisyum karbür, yeni nesil invertörler için de çok önemlidir. Silisyum karbür güç modülleri, silikondan daha yüksek frekanslarda ve daha düşük kayıplarda çalışabilir, bu da invertörü daha verimli hale getirir ve hacimli kapasitörlerin küçültülmesi yoluyla kütlenin azaltılmasını sağlar. Yüksek frekanslı çalışmanın belki de en büyük avantajı, yüksek hızlı motorları kontrol edebilme yeteneğidir; daha yüksek hızlarda çalışan motorların kullanılabilmesi, toplam motor boyutunun daha küçük olmasını sağlar, bu da paketleme ve maliyette büyük tasarruf sağlar.

GKN Otomotiv’in ePowertrain bölümünde ürettiği bileşenlerin geniş bir yelpazesini kapsayan, sürdürülebilirliği ve verimliliği artıracak inovasyona odaklanan birçok devam eden Ar-Ge projesi bulunmaktadır. EV pazarının geleceği, teknolojideki ilerlemelere ve gelişmelere bağlıdır ve inverter gibi bileşenlerin geliştirilmesi, EV’leri daha verimli, sürdürülebilir, uygun fiyatlı ve tüketici için çekici hale getirmede temel bir rol oynamaktadır.

Yazar hakkında: Benjamin DeLand, Elektrik Donanımı Direktörüdür. GKN Otomotiv