Best Practice SiC-Modul Leistungsdichte im EV-Charger durch SiC-Module erhöht

Von Gerd Kucera

Für das Laden von Elektrofahrzeugen hat der italienische Hersteller alpitronic ein wandmontierbares 50-kW-DC-Ladegerät (HYC50) auf den Markt gebracht. Basis sind die neuen SiC-Power-Module MOSFET 1B und 2B in Kombination mit dem EiceDRIVER X3 von Infineon.

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HYC50 mit SiC-Power-Modulen: Ein Fahrzeug mit 50 kW oder zwei Fahrzeuge gleichzeitig mit je 25 kW laden.
HYC50 mit SiC-Power-Modulen: Ein Fahrzeug mit 50 kW oder zwei Fahrzeuge gleichzeitig mit je 25 kW laden.
(Bild: Infineon)

Das nach Herstellerangaben erste wandmontierbare System dieser Leistungsklasse hat zwei Schnellladeanschlüsse, über die entweder ein Fahrzeug mit 50 kW oder zwei Fahrzeuge gleichzeitig mit je 25 kW geladen werden können. Ermöglicht werde dies durch die neuen EasyPACK-CoolSiC-Leistungsmodule MOSFET 1B und 2B, die über den EiceDRIVER X3 angesteuert werden. Diese MOSFET-Module kommen in der ersten Hälfte des Jahres 2022 auf den Markt.

„Mit den CoolSiC-EasyPACK-Modulen in Kombination mit einem abgestimmten Treiber-IC konnten wir den Wirkungsgrad unseres neuen Hyperchargers deutlich verbessern“, sagt Philipp Senoner, Mitgründer und Geschäftsführer von alpitronic.

Bis 97% Wirkungsgrad und Vehicle-to-Grid-Betrieb

Durch den Einsatz der CoolSiC-Technologie erreiche die EV-Ladestation HYC50 einen Wirkungsgrad von bis zu 97% und ermöglicht den bidirektionalen Energiefluss. Damit ist der Hypercharger auch für den Vehicle-to-Grid-Betrieb geeignet, heißt es. Mit einem Gewicht unter 100 kg und durch die kompakte Größe von 1250 mm x 520 mm x 220 mm ist das Ladegerät gut zur Wandmontage im Innenbereich geeignet. Im Außenbereich ist es flexibel auf einem Sockel montierbar. Das Ladegerät unterstützt die Ladestandards CCS1 und CCS2 mit einer Kapazität von 150 A, CHAdeMO mit einer Kapazität von 125 A sowie GBT.

Leistungsdichte erhöht, Betriebsgeräusch reduziert

In diesem speziellen Design konnten die EasyPACK 1B- und 2B-Module von Infineon, ausgestattet mit CoolSiC-MOSFETs, einem NTC-Temperatursensor und PressFIT-Kontakt-Pins, die Leistungsdichte um etwa 50% erhöhen. Darüber hinaus sank der Geräuschpegel durch den Einsatz der CoolSiC-Technologie deutlich von 65 dB auf weniger als 50 dB.

X3-Leistungstreiber optimiert Betriebspunkt

Neben den notwendigen Leistungshalbleitern stellte Infineon für die Entwicklung der Ladestation auch die passenden Treiber zur Verfügung. Insbesondere der X3-Treiber-IC eignet sich für die Module des Designs und bietet durch seine Konfigurierbarkeit und seine aktiven und passiven Überwachungsmöglichkeiten eine Reihe von entscheidenden Vorteilen. So ermöglicht er zusätzliche Sensorpunkte für die Betriebsüberwachung, wobei mehrere Gate-Treiber zusätzliche Temperaturpunkte sowie eine Gate-Spannungsüberwachung bereitstellen. Dadurch können Temperatur und Spannung exakt an die Anforderungen der SiC-MOSFETs angepasst werden, wodurch statische Leitungsverluste minimiert und Überlastungen vermieden werden.

Darüber hinaus können die Betriebspunkte im Feld durch OTA (Over-the-Air)-Updates optimiert werden – diese können auch die Parameter im Gate-Treiber beeinflussen. Auf diese Weise lassen sich Anlagen in verschiedenen Klimazonen für die jeweiligen Umgebungsbedingungen optimieren.

Verfügbarkeit der MOSFET-Mpodule und der Ladestation

Die EasyPACK CoolSiC MOSFET-Module werden laut Infineon innerhalb der ersten Hälfte des Jahres 2022 erhältlich sein. Sobald die Produkte auf dem Markt sind, gibt es weitere Detail-Informationen. Die Wandladestation HYC50 soll ab dem zweiten Quartal 2022 erhältlich sein.

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