无线充电示意图

无线充电

电动汽车产业的快速发展无疑给汽车充电设备带来了巨大的挑战,传统的有线充电方式采用充电枪连接电动汽车与充电桩,这带来了一系列问题:布线复杂、充电枪容易破损老化、充电设备不能灵活移动等。为克服上述困难,提升用户汽车充电时的便利性,行业内的专家提出采用无线电能传输技术(Wireless Power Transmission,WPT)为汽车提供能量补给。一方面,无线充电设备可以埋入地下,减小充电设施占地面积;另一方面,汽车与充电设备连接时无需用户手动操作,用户体验佳。传统无线充电系统以硅器件为核心,由于硅(Si)材料本身特性的限制,系统工作频率一般在 50kHz 以下,且工作损耗较大,难以在高温环境下长时间工作。与 Si 相比,第三代半导体材料碳化硅(SiC)具有更高的热导率、更大的禁带宽度、更高的临界击穿场强以及更高的电子饱和漂移速度,更适合在高频、高温、大功率条件下工作,采用新型 SiC 功率器件替代传统 Si 器件有利于提升无线充电系统的功率与效率。因此,探索采用 SiC 器件研发高功率等级和高工作频率的 WPT 系统,将新型半导体器件应用于电动汽车无线充电领域,以加快电动汽车的推广,具有十分现实的意义。