高效能量转化;结构的电池;计算电磁噪音。
高效高压功率换算
研究人员从洛桑联邦理工(EPFL)和Enkris半导体正在设计新的功率晶体管目的是提高电源转换器的效率。
“我们看到每天电力损失的例子,比如当你的笔记本电脑的充电器升温,“Elison Matioli说EPFL POWERlab负责人。他指出,这是更大的问题在大功率应用。“半导体组件的额定电压越高,电阻就越大。”
研究人员说他们的晶体管已经不到一半的抵抗传统晶体管,当电压超过1000 V。
两个方面是该设备的关键。首先,它使用多个导电通道分配电流的流动。“我们的多通道设计将电流的流动,减少阻力和经济过热,“卢卡Nela说,欧洲的博士生。
其次,它使用纳米线由氮化镓(GaN)。纳米线的直径15 nm和烟囱似的结构使他们能够支持高电场和电压超过1000 V没有打破。
研究人员说组合会导致更大的大功率系统的转换效率。“我们使用的原型斜纳米线执行两次以及最好的氮化镓功率设备文学、“Matioli说。
他们还没有看到任何大规模生产的主要障碍。“添加更多的渠道是一个相当简单的问题,和我们的纳米线的直径是两倍小的晶体管由英特尔“Matioli补充道。团队已经申请多项专利技术,并表示有兴趣进一步发展的几个主要的制造商。
结构的电池
查尔姆斯理工大学的研究人员和k皇家理工学院正在进行结构的电池通过提高强度、刚度、和能源存储容量。
结构的电池,也叫“无质量的电池”,作为能源存储机制和结构元素的对象本身。在电动汽车的情况下,这可能是一个承载车身的一部分(因此质量,因为没有额外的重量仅被用于电池)。
研究小组称他们的碳光纤结构电池提供了改进的多功能性能超过之前的原型。电池的能量密度24 Wh /公斤,或大约20%容量相比,可比现有锂离子电池。然而,研究人员说,车辆的重量就会减少,需要更少的能源来驱动。电池的刚度25 GPa,可比与其他常用的建筑材料。
“以前曾试图使结构电池导致细胞和良好的机械性能,或良好的电气性能。但在这里,使用碳纤维,我们已经成功地设计一个结构与竞争力的能源电池存储容量和刚度,”列夫Asp说,查尔默斯教授。
新电池的负极由碳纤维,和一个正电极的锂铁磷化处理铝箔。他们由一个玻璃纤维织物,在电解质矩阵。
团队开始一个新项目来提高性能通过取代铝箔碳纤维作为承载在正极材料,提供增加刚度和能量密度。玻璃纤维分离器将取代一个超薄的变体,它应该提供更快的充电周期。新项目预计将在两年内完成。Asp估计这电池能量密度将达到75 Wh /公斤和75 GPa的刚度,使它一样强大的铝较低体重。
“下一代结构电池有奇妙的潜力。如果你看消费技术,很可能在几年内制造智能手机、笔记本电脑或电动自行车今天重量的一半,更紧凑,”说,Asp。
计算电磁噪声
大阪大学的研究人员正在调查方法来更好地理解电磁噪声。研究人员制定一个数值方法来可视化信号传播和辐射取决于导体的形状,使他们能够预测电磁噪声的原因在电路设计阶段。
“有必要同时计算电子信号和外部辐射现象对电磁噪声。为此,我们旨在精确地解决延迟积分方程的标量势(潜在)U和矢势由麦克斯韦方程,“说苏马病Jinno大阪大学。
研究小组表示,他们通过一个计算方法数值稳定,实现更严格考虑延迟时间,同时还开发了一个算法,计算欧姆定律和连续性方程和电路元件的边界。
他们显示辐射的影响进行了电路信号通过应用他们的方法和比较方法,忽略辐射,Jinno解释道。“通过比较两个结果,我们可以看到计算立即与辐射阻尼和收敛于零,而没有辐射继续振荡阻尼计算。由于导体的电阻组件是假定为零,没有损失传导。从上面的结果,由于外部辐射传导信号电流变弱。衰减表明一个导体不适合进行信号由于广泛的外部辐射。通常,电路使用两个导体,它可以用更少的辐射行为。”
“快速电气化有潜在的问题,如供应紧张和电力需求和无形的电磁噪声引起的环境污染,“添加Masayuki安倍,大阪大学。“使用电磁电路模拟器开发在这个研究中,我们的目标是实现“可持续社会电气化”进一步减少噪音和功耗电路的正确处理和消耗电力。”
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