DENSOs Kerntechnologie, die durch die Zusammenarbeit seiner Experten entstanden ist – Wie DENSO Wechselrichter entwickelt, die weltweit den größten Anteil haben.

DENSO Tech Links #16 konzentrierte sich auf das Thema „Automobilkomponenten verändern die Zukunft der Fahrzeugelektrifizierung!“ und diskutierten die Elektrifizierung von Fahrzeugen aus der einzigartigen Perspektive von DENSO als Automobilzulieferer. Sho Hashimoto von der Electrification Components Eng. Abt. 1 steht auf dem Podium, um über die Wechselrichterentwicklung von DENSO zu sprechen.

【Lautsprecher】 Sho Hashimoto Elektrifizierungskomponenten Eng. Abt. 1, DENSO CorporationEntwicklung von Wechselrichtern seit unserem Beitritt zu DENSO Ich werde darüber sprechen, wie DENSO Wechselrichter entwickelt. Bevor ich anfange, möchte ich mich kurz vorstellen. Mein Name ist Sho Hashimoto und ich bin 2010 zu DENSO gekommen. Seitdem beschäftige ich mich mit der Entwicklung und Massenproduktion von Wechselrichtern, einschließlich der Entwicklung von Software für die Wechselrichtersteuerung. Seit 2017 entwickle ich Wechselrichter-Hardware. Als Ingenieur habe ich meine gesamte Karriere mit Wechselrichtern verbracht. Ich möchte ein wenig über die Wechselrichter von DENSO und die Art und Weise erklären, wie die Ingenieure sie entwickeln.

Wechselrichter sind für Elektrofahrzeuge unverzichtbar. Lassen Sie mich zunächst beschreiben, was ein Wechselrichter ist. Alle Hybrid- und Elektrofahrzeuge nutzen diese drei auf dieser Folie gezeigten Geräte. Erstens eine Batterie zum Speichern von Strom, zweitens ein Wechselrichter, der in der Mitte der Folie dargestellt ist, und drittens ein Motor zum Antrieb der Räder. Diese Art von Motoren werden normalerweise mit Wechselstrom betrieben. Daher muss der Gleichstrom aus der Batterie mit Hilfe eines Wechselrichters in Wechselstrom umgewandelt werden. Für diese Umwandlung verfügen Wechselrichter über eine Komponente namens Leistungsmodul mit einem Halbleiterschaltgerät, das sich ein- und ausschaltet, um die Stromrichtung zu ändern einen Wechselstrom erzeugen. Wechselrichter sind für Elektrofahrzeuge unverzichtbar.

Wechselrichter von DENSO werden weltweit in Elektrofahrzeugen eingesetzt. Wechselrichter von DENSO werden weltweit eingesetzt. Hier werde ich über ihre Geschichte sprechen. DENSO begann 1997 mit der Massenproduktion von Wechselrichtern. Die jährliche Produktion erreichte im Jahr 2020 einen Höchststand von 1,2 Millionen Einheiten. Die Wechselrichter von DENSO werden von einer Vielzahl von Automobilherstellern auf der ganzen Welt eingesetzt, darunter Toyota, Nissan und Hino für ihre Nutzfahrzeuge ausländische Kunden wie Ford und China FAW Group. Im Jahr 2018 war DENSO weltweit führend mit dem größten Anteil von 32 % am globalen Wechselrichtermarkt. Unsere Wechselrichter sind in weltweit eingesetzten Elektrofahrzeugen verbaut.

Steigende Anzahl von Elektrofahrzeugen weltweit aufgrund strengerer CO2-Emissionskontrollen. Jetzt werde ich mit der Diskussion der Umwelt rund um Wechselrichter fortfahren. Wie Kudo erklärte, haben die meisten Länder weltweit ihre CO2-Emissionsvorschriften mit dem Ziel der globalen CO2-Neutralität verschärft. Auch die Automobilhersteller reduzieren im Rahmen ihrer Ziele den CO2-Ausstoß.

Infolgedessen erfreuen sich Elektrofahrzeuge, wie die Abbildung rechts zeigt, auf dem globalen Fahrzeugmarkt immer größerer Beliebtheit. Diese Zahl schlüsselt die tatsächlichen und erwarteten Verkäufe von Motor- und Elektrofahrzeugen in den Jahren 2020, 2025 und 2030 auf. Die Zahl der Elektrofahrzeuge wird voraussichtlich weltweit zunehmen.

Nachfrage nach verlustarmen Hochstrom-Wechselrichtern. Welche Art von Wechselrichtern sollte also entwickelt werden, insbesondere für batterieelektrische Fahrzeuge? Die gesamte Energie, die in batterieelektrischen Fahrzeugen verbraucht wird, wird von ihren Batterien bereitgestellt, aber diese Funktion gibt auch Anlass zur Sorge hinsichtlich ihrer Reichweite. Sie können so lange reisen, bis sie die Energie ihrer voll geladenen Batterien aufgebraucht haben. In der Praxis müssen sie jedoch an einer Ladestation aufgeladen werden, bevor ihnen der Strom ausgeht. Da es selbst mit einem Schnellladegerät mindestens 30 Minuten dauert, eine fast leere Batterie wieder aufzuladen, kann dies für Menschen, die an benzinbetriebene Fahrzeuge gewöhnt sind, frustrierend sein. Daher wird die Einsparung von Batteriestrom Elektrofahrzeuge attraktiver machen. Schauen wir uns die Aufschlüsselung der Verluste in einem Elektrofahrzeug an. Bei diesen Verlusten handelt es sich um die Energiemenge, die überhaupt nicht genutzt wird, beispielsweise für den Fahrzeugantrieb und die Klimatisierung, und somit verschwendet wird. Von den gesamten Fahrzeugleistungsverlusten machen die Wechselrichterverluste einen erheblichen Teil aus und müssen es daher sein reduziert. Lassen Sie mich mehr über Wechselrichter im Hinblick auf Antriebsstränge erklären. Bei Hybrid-Elektrofahrzeugen ist der Motor die Hauptantriebsquelle und wird von Elektromotoren unterstützt. Batterieelektrische Fahrzeuge nutzen ihre Motoren, um die gesamte benötigte Leistung zu erzeugen. Die Kraft, die die Räder dreht, wird Drehmoment genannt. Je stärker der Magnet eines Motors ist, desto mehr Drehmoment wird erzeugt. Darüber hinaus gilt: Je größer der Strom in einem Motor, desto mehr Drehmoment wird erzeugt. Das bedeutet, dass eine große Strommenge benötigt wird, um batterieelektrische Fahrzeuge in Bewegung zu setzen. Elektrofahrzeuge benötigen verlustarme Hochstrom-Wechselrichter.

Reduzierung der Leistungsmodulverluste, die 90 % der Wechselrichterverluste ausmachenLassen Sie mich die Leistungsmodule erklären. Dies sind die wichtigsten Komponenten für die Entwicklung verlustarmer Wechselrichter. Die Reduzierung der Leistungsmodulverluste, die etwa 90 % der Wechselrichterverluste ausmachen, ist die größte Herausforderung. Die Leistungsmodule von DENSO werden aufgrund ihrer Form „Power Cards“ genannt. Bitte merken Sie sich diesen Namen. Nicht wenige andere Wechselrichterhersteller kaufen handelsübliche Leistungsmodule ein, um diese in ihre Wechselrichter zu integrieren. Aber DENSO entwickelt und produziert sogar Halbleitergeräte, anstatt sie von anderen Unternehmen zu kaufen. Im Rahmen seiner großen Bemühungen, Leistungsmodule zu entwickeln und zu produzieren, hat DENSO kürzlich gemeinsam mit Toyota MIRISE Technologies, ein Halbleiterentwicklungsunternehmen, gegründet und mit der Produktion von Halbleiterkomponenten begonnen in seinem Hirose-Werk, das von Toyota übernommen wurde. Lassen Sie mich über die Leistungsmodule von DENSO sprechen. In letzter Zeit sind Leistungshalbleiter aus Siliziumkarbid (SiC) weltweit weit verbreitet. Da sie dazu beitragen, die Verluste in Leistungsmodulen im Vergleich zu herkömmlichen Halbleitern aus Silizium (Si) erheblich zu reduzieren, werden sie immer häufiger von Elektrofahrzeugen eingesetzt. DENSO verwendet auch SiC-Leistungshalbleiter. Sie können die Stromverluste um bis zu 7 % reduzieren, und es wird erwartet, dass sie diese deutlich reduzieren werden.

Hochstrom-Leistungsmodul ermöglicht durch DENSOs eigene Kühltechnologie Als nächstes werde ich die Technologie von DENSO erläutern, die ein Hochstrom-Leistungsmodul ermöglicht hat. Ein großes Problem bei Leistungsmodulen, die mit hohem Strom betrieben werden, besteht darin, dass umso mehr Verluste auftreten, je größer der Strom ist, der in ihnen fließt. Leistungsmodule werden durch diese Verluste erhitzt und können in manchen Fällen ausfallen. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, hat DENSO eine eigene Kühltechnologie eingesetzt: Eine Power Card, das zuvor erwähnte kartenartige Leistungsmodul, wird eng zwischen zwei Kühlgeräten platziert um Wärme von beiden Seiten der Power Card abzugeben. Die Kühltechnologie von DENSO erreicht eine 1,5-fache Leistung im Vergleich zu denen anderer Unternehmen.

Entwicklung von DENSO-eigenen Wechselrichtern, die wichtige, selbst entwickelte Geräte und Technologien integrieren. Jetzt möchte ich unsere anderen Technologien erläutern. Bei dem in der Mitte der Folie abgebildeten Gerät handelt es sich um eine selbst entwickelte elektrische Steuereinheit. Die Steuergeräte von DENSO verfügen über eine Schaltung, die als Antriebs-IC bezeichnet wird, um Leistungshalbleiterbauelemente ein- und auszuschalten. Antriebs-ICs haben die wichtige Funktion, Leistungshalbleiterbauelementen die erforderliche Leistung zu ermöglichen und sie im Falle eines Ausfalls zu schützen. DENSO entwickelt Antriebs-ICs im eigenen Haus. Sie sind für die Zusammenarbeit mit Leistungshalbleiterbauelementen konzipiert, damit sie maximale Leistung erbringen können. Darüber hinaus entwickelt DENSO selbst Motorsteuerungstechnologie, um sicherzustellen, dass Wechselrichter und Motoren je nach Fahrzeugbetriebsbedingungen ordnungsgemäß funktionieren. Auf der Folie ist auch der Markenslogan von DENSO zu sehen: „ „Crafting the Core“ und wir entwickeln Wechselrichter entsprechend. DENSO entwickelt wichtige Geräte und Technologien im eigenen Haus, um weiterhin einzigartige Wechselrichter zu entwickeln.

Weltweit führend mit den unübertroffenen Wechselrichtern von DENSO Lassen Sie mich abschließend die Technologien auflisten, die für die Entwicklung von Wechselrichtern erforderlich sind. Die Technologien, über die ich heute gesprochen habe, sind nur ein Teil der in Wechselrichtern verwendeten Technologien, und Sie wissen sicher, dass Wechselrichter viele Technologien erfordern. Niemand kann einen Wechselrichter alleine entwickeln. Um sie zu entwickeln, müssen Experten aus unterschiedlichen Bereichen zusammenarbeiten.

DENSO ist bestrebt, mit seinen unübertroffenen Wechselrichtern weiterhin weltweit führend zu sein.