美国ORNL能源部用3D打印技术制造全新逆变器

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3D虎 2014-10-21 12:04:33 2333
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日前,美国橡树岭国家实验室(OakRidgeNationalLaboratory,ORNL)能源部成功利用3D打印技术制造出了电动汽车逆变器。

  日前,美国橡树岭国家实验室(OakRidgeNationalLaboratory,ORNL)能源部成功利用3D打印技术制造出了电动汽车逆变器。该逆变器采用了全新的碳化硅宽能带隙半导体材料,其不仅具有更高的能力密度,而且还大大缩减了逆变器的重量和尺寸。其整体的工作效率甚至可以满足美国能源部规定的2020年计划目标。



  以上全新3D打印逆变器的研制成功离不开美国橡树岭国家实验室所有研究人员的辛勤努力。其中,该全新3D打印逆变器项目是由美国能源部注资完成的,该项目为期两年斥资约145万美元,该项目的主要目的是为了通过综合利用宽能带隙技术和具有先进封装技术的电路架构使得电动汽车逆变器不仅可以降低成本、提高能量密度,而且还可以提升整体的工作效率。


  美国橡树岭国家实验室全新3D打印逆变器项目的电力电子与机电小组负责人MadhuChinthavali表示,电动汽车逆变器的主要作用就是将直流电流转变为交流电流以此来为车辆提供动力来源。同时,通过宽能带隙技术的应用不仅可以提升电动汽车逆变器的工作效率,而且还可以使得逆变器的工作温度范围进一步增加,从而大大超出了传统半导体材料的工作温度范围。


  而采用了宽能带隙技术的电动汽车逆变器具体的优势主要包括:固有可靠性能更高、器件整体效率更高、工作频率更高、工作温度范围更大和温度承受能力更强、重量更轻、系统结构更加紧凑以及系统能量密度更高。


  3D打印技术是一种增料式机械加工技术,此次美国橡树岭国家实验室推出的电动汽车逆变器采用的就是该3D打印技术。通过3D打印技术的应用,研发人员可以彻底发挥想象设计出几何形状更加复杂的机械结构,从而提升了能量密度,降低的器件整体重量并减少了器件的生产浪费。正是通过3D打印技术,美国橡树岭国家实验室成功开发出了30千瓦的电动汽车逆变器原理样机。


  MadhuChinthavali对此表示:“通过采用3D打印这一增料式机械加工技术,具有任何复杂形状的器件我们都可以将其打印加工出来。正是由于3D打印不受任何形状的限制,所以我们在进行器件设计时我们一切都会以性能为优先等级。对于我们此次进行的项目研究能够走到技术的前沿我们表示非常的激动。”


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