رایانو | تجهیزات شبکه | قطعات کامپیوتر | لوازم جانبی | نوت بوک
نویسنده: Mohsen Bakhtiar 
فناوری پیشرفته نیترید گالیوم به خودروهای برقی کمک می‌کند تا سه برابر سریعتر شارژ شوند
نکات کلیدی
- شرکت نیمه هادی Navitas فناوری شارژرهای فوق سریع گوشی را تولید می‌کند. این شرکت می‌گوید خودروهای برقی هدف بزرگ بعدی آنهاست.
- یک GaN نیمه هادی تا 20 برابر سریعتر از سیلیکون عمل می‌کند. و این امکان را فراهم می‌کند تا 3 برابر قدرت بیشتر و 3 برابر شارژ سریعتر در نیمی از اندازه و وزن ارایه شود.
- در ماه ژانویه، شرکت Navitas ، مرکزی را در شانگهای چین افتتاح کرد تا با سازندگان خودروهای الکتریکی، سیستم‌های GaN خود را توسعه دهند.
یک پورت شارژ در یک خودروی برقی مرسدس بنز EQC 400 4Matic در نمایشگاه بین‌المللی خودرو کانادا در تورنتو، انتاریو، کانادا، 13 فوریه 2019
شرکت نیمه هادی Navitas فناوری شارژرهای فوق سریع گوشی را تولید می‌کند. این شرکت می‌گوید وسایل نقلیه الکتریکی هدف بزرگ بعدی آنهاست.
جین شریدان، مدیر عامل Navitas در یک مکالمه تلفنی به CNBCگفت: “همان کاری که ما با 50 وات برای تلفن یا تبلت انجام می‌دهیم، برای شارژ سریع خودروهای برقی با 5000 وات یا 20000 وات انجام می‌دهیم.”
با فناوری Navitas، مصرف کننده می‌تواند در خانه، وسیله نقلیه الکتریکی خود را در یک سوم زمان فعلی شارژ کند.
شریدان می‌گوید: به عنوان مثال” حدود 10 ساعت طول می‌کشد تا یک تسلا به طور کامل شارژ شود. می‌توانید بگویید، “خب، این در طی شب است. من خوابم و چیز مهمی نیست”. اما مواقعی وجود دارد که 10 ساعت برای شارژ کردن فرصت ندارید.”
اگر از همین فناوری جدید در داخل خودروهای برقی استفاده شود، برد خودرو را می‌توان نزدیک به 30 درصد افزایش داد. یا اندازه باتری را تا 30 درصد کوچک کرد. این دو مزیت در نوع خود قابل توجه هستند.
اما احتمالاً حداقل تا سال 2025 آن را در خودروهای جدید نخواهیم دید.
نیترید گالیوم چیست؟
گالیوم یک عنصر شیمیایی در جدول تناوبی و یک محصول جانبی طبیعی است که در پالایش فلزات دیگر مانند آلومینیوم ایجاد می‌شود. شریدان می‌گوید: “برای چندین دهه، هیچ استفاده شناخته شده‌ای برای این ماده وجود نداشت”.
اما وقتی گالیوم با نیتروژن ترکیب می‌شود و به نیترید گالیوم (GaN) تبدیل می‌شود، برای نیمه‌هادی‌هایی که وارد واحدهای شارژ دستگاه‌های الکتریکی مصرفی میشوند، مفید است.
یک GaN نیمه هادی تا 20 برابر سریعتر از سیلیکون عمل می‌کند. و این امکان را فراهم می‌کند تا 3 برابر قدرت بیشتر و 3 برابر شارژ سریعتر در نیمی از اندازه و وزن ارایه شود.
این فناوری هنوز نسبتاً جدید است و خیلی فراگیر نشده است. زیرا هنوز گران است و مشتریان را ملزم می‌کند تا کل سیستم‌های شارژ خود را دوباره طراحی کنند. اما شریدان توضیح می‌دهد که با افزایش میزان تولید، هزینه کاهش می‌یابد.
” نسبت به تکنولوزی کنونی، تنها 10 تا 20 درصد گران‌تر است. در عرض دو سال، هزینه مشابه یا ارزان‌تر خواهد بود. این یک تراشه قدرتمند است.
اما برای اینکه درست کار کند، باید کل سیستم قدرت را حول آن تراشه دوباره طراحی کنید و این نیاز به مهارت‌های جدید زیادی دارد.”
Navitas از نزدیک با مشتریان خود همکاری می‌کند تا به آنها در ایجاد این تغییرات کمک کند.
” در واقع با مشتریان خود بسیار نزدیک هستیم. ما مراکز طراحی را ایجاد می‌کنیم – برای شارژرهای موبایل، مراکز داده، خودروهای برقی – به طور خاص به این مشتریان کمک می‌کنیم تا کل سیستم قدرت نسل بعدی را با استفاده از تراشه GaN خود طراحی کنند.
زیرا تخصص ما فقط در زمینه GaN نیست بلکه در همه موارد مرتبط متخصص داریم. بنابراین منحنی یادگیری کمی وجود دارد.”
در سه سال گذشته،Navitas بیش از 35 میلیون دستگاه را با فناوری GaN خود به مشتریانی مانند برند چینی سازنده گوشی‌های هوشمند Vivo،Dell و سازنده لوازم الکترونیکی مصرفی چینی Xiaomi ارسال کرده است.
برای رسیدن به این نقطه، Navitas بیش از 100 میلیون دلار در چندین دور سرمایه اضافه کرده است. سرمایه‌ای که درآمدی در حدود 20 میلیون دلار در سال به ارمغان می‌آورد.
این شرکت هنوز سودآور نیست، اما قصد دارد در سال 2023 به سودآوری مد نظر برسد. در ماه اکتبر،Navitas از طریق شرکت SPAC وارد بورس شد و ارزش بازار آن بیش از 1 میلیارد دلار است.
از شارژر تلفن همراه تا خودروهای برقی
تمرکز اولیه Navitas، سیستم‌های شارژ خانگی برای وسایل نقلیه الکتریکی خواهد بود. همانطور که شریدان گفت برخلاف ایستگاه‌های سوپرشارژ عمومی، این شار” بسیار کند هستند”.
اما ممکن است سال‌ها طول بکشد تا Navitas از سازندگان خودروهای برقی بخواهد فناوری ابررسانا GaN را در زیرساخت‌های شارژ و خودروهای خود به کار ببرند.
شریدان اذعان می‌کند:” نمی‌توانید این تکنولوژی را روی یک خودرو نصب کنید. سپس فقط آن را به برق وصل کنید و منتظر باشید این کار به طرزی جادویی باعث شود که سریعتر شارژ شود و کارآمدتر شود”.
سه تا چهار سال طول می‌کشد تا وسایل نقلیه الکتریکی تولید شوند. بنابراین احتمالاً تا سال 2025 زمان می‌برد تا در سیستم حمل و نقل و در خیابان‌ها وسایل نقلیه الکتریکی مجهز به GaN دیده شوند.
اما روند آموزش و همکاری با مشاغل آغاز شده است.
در ژانویه، Navitas مرکزی را در شانگهای چین افتتاح کرد تا با سازندگان خودروهای الکتریکی همکاری کند و سیستم‌های GaN خود را توسعه دهند.
تاکنون هیچ سازنده خودروی الکتریکی به طور عمومی اعلام نکرده است که به سیستم‌های GaN روی می‌آورد.
اما بروسا های پاور BRUSA HyPower – تامین‌کننده لوازم الکترونیکی برقی برای تولیدکنندگان برتر اروپایی مانند پورشه، آئودی و فولکس‌واگن – به طور علنی همکاری با Navitas را اعلام کرده است.
مزایای GaN برای خودروهای الکتریکی فراتر از شارژ
فناوری ابررسانا GaN برای خودروهای برقی فرا تر از شارژ سریع است.
این تصویر گرافیکی ازNavitas نشان می‌دهد که فناوری GaN در کدام قسمت‌ها می‌تواند یک وسیله نقلیه الکتریکی را کارآمدتر کند.
هنگامی که نیرو به باتری یک وسیله نقلیه الکتریکی می‌رسد، اول باید به چرخ ها برود. در حال حاضر، این در مورد نیمه هادی‌های سیلیکونی اتفاق می‌افتد.
شریدان گفت، با انتقال نیرو از باتری به چرخ‌ها، 30 درصد یا بیشتر از انرژی در گیربکس از دست می‌رود.
اگر در آن گیربکس از ابررساناهای GaN استفاده شود، می‌توانید از باتری کوچک‌تر یا باطری با اندازه‌ای مشابه استفاده کنید تا ماشین به حرکت در آید.
شریدان گفت: «من نمی‌توانم تمام انرژی از دست رفته را به صفر برسانم، اما می‌توانم بخش بزرگی از آن 30 درصد انرژی را که هدر می‌رود، بردارم و با یک فناوری کارآمدتر در GaN آن را ذخیره کنم.
اگر دلیل عدم تمایل خریداران خودرو به خودروهای الکتریکی را بخواهید، قیمت بالای این خودروها نسبت به خودروی بنزینی است. این هزینه هم بیشتر به خاطر باتری است. بنابراین هر کاری که بتوانید برای استفاده از باتری ارزان‌تر و سبک‌تر انجام دهید، مفید خواهد بود”.
دلایل دیگری که مصرف کنندگان برای تغییر به وسایل نقلیه الکتریکی مردد هستند، “اضطراب برد” است که می‌تواند با بهبود کارایی داخل خودروی الکتریکی با فناوری GaN کمک‌کننده باشد.
“و البته، شما ماهیت شارژ آهسته این خودرو را درک می‌کنید. هرچند که به سرعت پر کردن مخزن بنزین نیست. بنابراین تمام سعی ما بر این است که شکاف را در این سه مورد کم کنیم.”
منابع :
رایانو
