STRØMFORSYNING Fuld fart på mikromobiliteten En række referencedesigns til 48V low-speed elektronik gør udviklingen af køretøjer til urban mikromobilitet let og enkel Af Salvatore Potestia, business development manager, og Ralf Hickl, product sales manager, Automotive Business Unit, Rutronik Mange lande har i stigende grad fokus på at opfylde de globale klimamål. Én opgave er i den forbindelse at gøre ur- ban transport emissionsfri. Det handler ikke alene om elektri- ficering af personbiler. En lang række low-speed elektriske kø- retøjer kan også give et bety- deligt bidrag til den udvikling. og tæt befolkede områder – som i Kina og Indien – vil tegne sig for den klart største andel. Det overrasker derfor ikke, at produktionen af low-speed elkøretøjer i eksempelvis Kina bare vokser. Analyser af det kinesiske marked forudser en vækst på 15 millioner LSEV’er mellem 2021 og 2025. Alsidighed i mikromobiliteten Low-speed elkøretøjer under kategorien ”mikromobilitet” inkluderer en lang række køre- tøjer. De kan bruges som kom- mercielle køretøjer eller til pas- sagertransport i byrummet. Da ” Low-speed elektriske køretøjer (LSEV’er) er ideelle til kortere distancer i byområde. De stadigt strengere miljøbeskyttelsesprogrammer i flere og flere byer med eksempelvis zoner med begrænset kørsel for fossilt drevne biler vil utvivlsomt give LSEV’erne et markant skub fremad. Low-speed elektriske køretøjer (LSEV’er) er ideelle til kortere distancer i byområde. De sta- digt strengere miljøbeskyttel- sesprogrammer i flere og flere byer med eksempelvis zoner med begrænset kørsel for fos- silt drevne biler vil utvivlsomt give LSEV’erne et markant skub fremad. Et analyseinstitut som P&S Intelligence forudser, at det globale LSEV-marked vil vokse fra 2017’s 35,2 milliarder USD til 68 milliarder USD i 2025. Lande med store befolkninger LSEV’er ligger i kategorien un- der elbiler, så vil typegodken- delserne være ganske ander- ledes end for de traditionelle personbilers. Blandt LSEV’erne finder man de tohjulede køretøjer som e-scootere, e-cykler og de så- kaldte ”pedelecs” inklusive to-, tre- og firehjulede lastcykler. De sidste er især populære blandt serviceudbydere som posten, kurérer og udbringningstjene- ster, men også i familier, hvor disse cykler giver en hurtig De elektroniske effektkredsløb i en/et LSEV – low-speed elkøretøj. transport i tæt befolkede by- centre med en vis opbevarings- plads i cyklerne. De trehjulede køretøjer inklu- derer motorcykler med side- vogne til privat brug samt små personbiler som eksempelvis Piaggio Ape. De egner sig til blandt andet persontransport i turistsektoren, men også til po- stale formål og pakkeudbring- ning. De firehjulede modeller spænder fra e-quadbikes til små e-biler som Renault Twizy samt kan faktisk opnå hastigheder op til 90km/t med motorer op til 15kW. Rækkevidden for LSEV’erne varierer afhængigt af deres nominelle effekt, men mange kan faktisk køre op til 150 kilometer på en enkelt op- ladning. Rutroniks Automotive Business Unit (ABU) ser et stort poten- tiale i de nævnte low-speed elkøretøjer. Efter vellykkede referencedesigns af en tovejs højvolt-switch til 800VDC og power factor correction (PFC)- spoler og en pulstransforma- tor udviklet specifikt til denne applikation. Effektmodulet har en integrates halvstyret ensret- ter på input, en diode samt en MOSFET til power factor cor- rection foruden en halvbro til pulstransformeren. Kapslingen er Vishays EMIPAK-1B, som tilla- der højere effekttætheder end en struktur med diskrete halv- ledere, og løsningens press-fit kontakter sikrer hurtig mon- fektiviteten af kredsløbet. En in- tegreret LLC-transformer – som MTBB133971 fra Vishay Custom Magnetics – bruges som puls- transformer. De resonante spo- ler er allerede indbygget. Traktions-inverteren tåler nomi- nelt 15kW med kortvarige peak- effekter på op til 25kW. Vishays N-kanal automotive trenchFETs i deres PowerPAK 8x8L Reverse- huse bruges som effekthalvle- dere. Kølingen på oversiden gør det muligt at koble halvlederne termisk direkte til et kølele- geme, frem for at kølingen skal ske gennem printet. Det redu- cerer den termiske modstand og forbedrer varmeafgivelsen betydeligt. Konklusion De nye referencedesigns til low-speed elkøretøjer giver hardwaredesignere en række templates, der i høj grad kan reducere time-to-market for egne kredsløbsdesigns. Med brug af de nyeste højtydende komponenter opnår kredslø- bene den højeste effekttæthed til en ganske lav pris. Kina vil nok i høj grad trække markedet for low-speed elkøretøjer, men der TEST PROBER & TEST FIKSTURER DIREKTE FRA INGUN Topkvalitet gennem 50 år Made in Germany Stort lager, kort leveringstid. Partner for Future Technology For maximum signal quality, even at load limit. 18 Exclusive INGUN agent Fabtest ApS . Kildebakken 9 . 3520 Farum E-mail: henrik.fabrin@fabtest.dk Telefon: +45 23258083 nr. 1 | januar 2024 - Komponenterne i Vishays VS-ENM040M60P effektmodul. små e-varevogne. Afhængigt af størrelse og design kan de bruges til en række kommer- cielle- og persontransportap- plikationer. Ydelse, hastighed og rækkevidde for LSEV’er Afhængigt af køretøjsklassen kan low-speed elkøretøjer opnå forskellige hastigheder og rækkevidder. Mikrokøretø- jer og tohjulede LSEV’er når ty- pisk tophastigheder på 25km/t med en fremdrift fra en motor på nominelt 1kW. De større to- og trehjulede typer har som of- test en maksimaleffekt på 4kW og hastigheder op til 45km/t. Firehjulede low-speed køretø- jer kører som oftest også ved dén hastighed, men drevet frem af motorer på op til 6kW. Tungere firehjulede køretøjer 50A arbejder Rutronik nu tæt sammen med blandt andre Vis- hay for at udvikle applikationer til low-speed elkøretøjer med et 48V elektrisk system. Disse kø- retøjer bruger en onboard lader (OBC) til 48V batterisystemet og traktions-inverteren. Disse de- signs fokuserer på konverterens effektivitet, et kompakt design med lav installationshøjde samt en automotiv produktkvalitet. Den første løsning integreret i en show-bil havde sin premi- erefremvisning under Electro- nica India i september 2023. On-board lader og traktions-inverter OBC’en leverer en maksimal la- deeffekt på 3,6kW. Nøglekom- ponenter i laderen er de nye VS-ENM040M60P effektmo- duler, der er med optimerede tage med sikre forbindelser til printet. De passive komponenter spil- ler også en vigtig rolle, da deres egenskaber er afgørende for ef- er ingen grund til, at Europa ikke også kan være med i kraft af LSEV’er, der bliver udviklet til specifikke opgaver i vestlige bymiljøer. Fordele ved LSEV’er for producenter ● Ikke så strenge sikkerhedskrav. ● Lavere pris for motor- og elektronikkomponenter sammenlignet med 400V- og 800V-køretøjer. ● Højere pålidelighed af komponenterne sammenlignet med ”rigtige” 400V- og 800V-elbiler. ● Ingen højvolt risici. Fordele ved LSEV’er for brugerne ● Nem opladning fra standard 230V elstik. ● Bekvemme til korte ture i bymiljøer. ● Små køretøjer er lettere at parkere. ● Klimavenlig transport. ● Tilladt kørsel i ellers begrænsede transportzoner i fremtidens byer.
Download PDF fil
Se arkivet med udgivelser af Aktuel Elektronik her
TechMedias mange andre fagblade kan læses her