在欧洲，重型车辆占道路运输二氧化碳排放量的近40%，而要把它们改为电力驱动，比普通乘用车难得多。欧盟资助的RHODaS项目的研究人员把目光投向了人们通常不会去看的地方——在电池与电机之间分配能量的电子装置。他们押注于新型半导体、模块化设计，以及一直延伸到全尺寸的测试。读到最后，你还可以测一测自己对电动出行懂多少。
街上的电动汽车早已不让人意外。卡车就是另一回事了。在欧洲，重型车辆占道路运输二氧化碳排放量的近40%，而要让它们实现电动化，会遇到相当大的技术限制。简单说：车越大、路线越长，难度就越高。
欧盟资助的RHODaS项目处理的正是这个问题，项目由西班牙的加泰罗尼亚理工大学（UPC）牵头。工作从2022年5月持续到2026年1月底。
一想到电动汽车，我们通常会想到电池和电机。但在两者之间，还有一样很少有人听说过的东西在工作：电力电子变换器。它们负责管理从电池流向电机的能量。UPC的戴维·伦布雷拉斯（David Lumbreras）直截了当地称它们为整个系统的关键接口。
到目前为止，这类系统一直建立在硅基半导体之上。然而，硅有它的极限。
帮手来自宽禁带半导体。它们可以在100 kHz以上的开关频率下工作，同时损耗明显低于硅。在实践中，这意味着功率密度很高的变换器——正是长途运输所需要的。
RHODaS团队押注于两种材料组成的搭档，并让它们各担其职：
两者结合带来了更高的效率、更小的系统体积和更少的电磁干扰。
项目的核心成果是一套集成式电机驱动。它在一个紧凑的模块化外壳中集成了三样东西：电力电子、热管理和数字控制。
这里的模块化绝不只是装饰。这样的设计更容易维修，对故障的容忍度更高，同一套基本设计还能扩展到不同的功率等级。不必为每辆车从头设计一切，可以根据需要选择模块。
这些想法经过了三个步骤的验证。首先是材料层面：对器件和驱动器进行应力、功能完整性以及抗电磁噪声能力的检测。随后测试了实验室规模的变换器。最后是全尺寸阶段——一套与变速箱相连的全尺寸集成式电机驱动被装上了试验台。
“我们成功达成了技术里程碑，”戴维·伦布雷拉斯总结道。
并非一切都一帆风顺。最大的教训是早期预量产氮化镓晶体管的不稳定性。为了让系统稳定工作，硬件必须彻底重新设计。
对于刚刚踏入工程领域的人来说，这是个好消息。即使在大型欧洲项目中，新元件也可能带来意外，而应对之道不是放弃想法，而是修正设计。
联合体已经为后续步骤制定了计划。模块化驱动将扩展到更广泛的车辆类别，成果也将融入Valeo Siemens等工业伙伴的规划之中。
商业模式方面就更有意思了。团队希望开发循环经济方案，例如“产品即服务”或租赁。此外还有数字车辆护照（DVP）——关于车辆整个生命周期的安全云端记录。它们旨在使单个部件层面的维修保养和零部件再利用更加容易。
RHODaS还支持建设了一个连接大学与产业的创新网络。它的任务是帮助把项目成果投入应用，并持续为行业提供尖端技术。对于技术专业的学生来说，这是一个信号：电力电子不会停留在实验室里——它直通工厂，直通道路。
伦布雷拉斯希望该项目能产生持久影响：为欧盟绿色协议的目标和更好的空气质量做出贡献。他还指出，一条稳固的欧洲电力电子供应链将减少对欧盟以外制造商的依赖。
电动卡车不只是更大的电池。关键在于高效地把能量传递给电机的电子装置。RHODaS项目在模块化驱动中结合了碳化硅和氮化镓，一直测试到全尺寸，并从晶体管的问题中汲取了教训。如今，这套方案要走向更多的车辆类别。
5 个问题 · 一分钟
English
Čeština
Deutsch
Español
Français
Magyar
Italiano
Polski
Português
Русский
Slovenčina
Türkçe
Українська
العربية
中文