Un professeur de l'Université de l'Arkansas reçoit une subvention NSF de 300,000 XNUMX $ pour rechercher des onduleurs de traction pour véhicules électriques à base d'oxyde de gallium

Un professeur de l'Université de l'Arkansas reçoit une subvention NSF de 300,000 XNUMX $ pour rechercher des onduleurs de traction pour véhicules électriques à base d'oxyde de gallium

Horodatage: 2 février 2024 6:13
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Actualités : Microelectronics

2 Février 2024

La National Science Foundation (NSF) a accordé une subvention de 300,000 XNUMX $ à Xiaoqing Song, professeur adjoint au département de génie électrique et d'informatique de l'Université de l'Arkansas, pour soutenir son projet de recherche axé sur l'avancement de la traction à haute densité et à haute température de fonctionnement. onduleurs. Son projet explore l'intégration de l'oxyde de gallium (Ga2O3) modules de puissance packagés pour améliorer la densité de puissance et la plage de température des véhicules électriques (VE).

En collaboration avec le Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL), le projet vise à innover dans le conditionnement des modules d'alimentation, à établir des stratégies fiables pour le Ga2O3 alimenter des dispositifs et démontrer les capacités d’un onduleur de traction haute densité et haute température.

« En éliminant les obstacles techniques à l'intégration de dispositifs à l'oxyde de gallium, ce projet favorisera le développement de convertisseurs de puissance de nouvelle génération, haute densité et haute température de fonctionnement », explique Song.

Xiaoqing Song, professeur adjoint de génie électrique et d'informatique à l'Université de l'Arkansas

Photo : Xiaoqing Song, professeur adjoint de génie électrique et d'informatique à l'Université de l'Arkansas.

Responsable de la conversion de l'énergie continue (CC) stockée en courant alternatif (AC) pour entraîner les moteurs électriques, l'onduleur de traction devrait bénéficier de manière significative de Ga2O3 technologie. « L'oxyde de gallium peut rendre l'onduleur de traction plus petit, plus léger, plus efficace et capable de fonctionner sur une plage de températures plus large », note Song. « L’oxyde de gallium a une énergie de bande interdite plus grande que le silicium conventionnel et les semi-conducteurs à large bande interdite. Il permet une résistance électrique de claquage élevée, une faible concentration intrinsèque de porteurs et des températures de fonctionnement élevées en conséquence », ajoute-t-il.

L'un des défis abordés dans le projet est la faible conductivité thermique du Ga.2O3, ce qui empêche une évacuation efficace de la chaleur. Song décrit le projet visant à développer des techniques avancées de conditionnement de modules de puissance qui permettent une faible résistance thermique, de faibles inductances parasites et une capacité de fonctionnement à haute température.

« NREL possède une expérience significative dans la simulation, la fabrication et la caractérisation de modules de puissance, ainsi que des capacités expérimentales et de laboratoire de classe mondiale pour évaluer et concevoir des systèmes électroniques de puissance efficaces et fiables », explique Song. « Le chercheur principal [PI] collaborera avec eux pour concevoir et développer un Ga2O3Onduleur de traction haute densité et température de fonctionnement pour les applications automobiles », ajoute-t-il. "Ce projet contribuera à établir un partenariat à long terme avec NREL qui pourra catalyser la poursuite de la recherche et du développement de dispositifs à semi-conducteurs de puissance à bande interdite ultra large."

La collaboration avec le NREL vise à concevoir et développer un Ga2O3-un onduleur de traction à haute densité et à haute température de fonctionnement pour les applications automobiles, favorisant un partenariat à long terme qui peut stimuler la recherche sur les dispositifs à semi-conducteurs de puissance à bande interdite ultra-large. "D'autres applications incluent les réseaux électriques, les centres de données, les énergies renouvelables, l'espace et la défense, etc", explique Song.

Le succès du projet, estime-t-il, fournira des informations précieuses sur Ga2O3 modélisation d'appareils, conditionnement, commande de grille, protection et application dans les convertisseurs de puissance. Cela devrait catalyser les progrès dans l'électrification des transports et le déploiement de Ga2O3 technologie dans des environnements difficiles.

"Les réalisations de recherche et les expériences acquises dans le cadre de la bourse soutiendront et promouvront les futures activités de recherche multidisciplinaires de l'IP dans les domaines des dispositifs semi-conducteurs, de l'analyse multiphysique, du conditionnement des modules de puissance et de l'électronique de puissance haute performance", a déclaré Song.

« D'autres impacts plus larges incluent également l'éducation et le développement de la main-d'œuvre de la prochaine génération dans les domaines STEM (sciences, technologies, ingénierie et mathématiques), l'encouragement d'un plus grand nombre de femmes et de minorités sous-représentées dans le génie électrique, en particulier dans le domaine des vastes et dispositifs semi-conducteurs à bande interdite ultra-large, boîtier de modules de puissance et électronique de puissance avec des expériences pratiques en laboratoire.

Mots clés: Université d'Arkansas Oxyde de gallium

Visite: recherche.uark.edu

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