חברת VisIC Technologies מנס ציונה שילבה את טכנולוגיית ה־GaN שלה בממיר ההנעה של רכב ניסוי שפיתחה AVL. בבדיקות מעבדה נמדדה הפחתה של יותר מ־60% בהפסדי האנרגיה של הממיר בהשוואה לממיר SiC שנבדק באותם תנאים. כעת עובר הפיתוח לבחינה ברמת מערכת ההנעה השלמה.
חלק מהאנרגיה שמספקת הסוללה ברכב חשמלי אובד עוד לפני שהוא מגיע למנוע. אחד המקומות שבהם נוצרים ההפסדים הוא ממיר ההנעה, האחראי להפעלת המנוע החשמלי. חברת VisIC Technologies מנס ציונה מנסה לצמצם את ההפסדים האלה באמצעות רכיבי הספק המבוססים על גליום ניטריד (GaN).
באוקטובר 2026 הודיעו VisIC וחברת ההנדסה האוסטרית AVL על שילוב מודולי ההספק D³GaN של החברה הישראלית ברכב הדגמה חשמלי של AVL. שיתוף הפעולה בין החברות החל ב־2024 בבדיקות מעבדה ודינמומטר, וכעת מתקדם לשילוב הממיר ברכב.
הפלטפורמה מבוססת על רכב Tesla וכוללת מערכת הנעה חשמלית עם ציר הנעה משולב (e-Axle), ממיר הספק, אלקטרוניקת בקרה ומערכות ניהול לרכב. בפרויקט משתתפת גם NXP Semiconductors, המספקת טכנולוגיה להפעלת רכיבי ההספק.
הממיר שבין הסוללה למנוע
בלב מערכת ההנעה החשמלית נמצא ממיר ההנעה, Traction Inverter. תפקידו להמיר את הזרם הישר שמספקת הסוללה לזרם חילופין מבוקר המפעיל את המנוע החשמלי. באמצעות שליטה במתח, בתדר ובזרמי המנוע אפשר לווסת את המהירות ואת המומנט.
הפעולה מתבצעת באמצעות רכיבי הספק הפועלים בתדרי מיתוג של אלפי עד עשרות אלפי מחזורים בשנייה. בכל פעולת מיתוג נוצרים הפסדי אנרגיה, והפסדים נוספים מתרחשים בזמן שהרכיבים מוליכים זרם. האנרגיה שאובדת הופכת ברובה לחום ומגדילה את דרישות הקירור של המערכת.
בשנים האחרונות התרחב השימוש ברכיבי סיליקון קרביד (SiC) בממירי הנעה, במיוחד בכלי רכב בעלי ארכיטקטורת מתח גבוהה. VisIC מפתחת חלופה המבוססת על GaN-on-Silicon, שבה שכבות גליום ניטריד מיוצרות על גבי מצע סיליקון.
רכיבי GaN מאפשרים מיתוג מהיר וצפיפות הספק גבוהה, אולם בממיר הנעה לרכב הם נדרשים להתמודד עם זרמים גבוהים, שינויי עומס מהירים ודרישות אמינות מחמירות. התכנון חייב להביא בחשבון גם את ההשפעה של המיתוג המהיר על המעגלים הסובבים ועל ההתנהגות התרמית של המערכת.
יותר מ־99% יעילות, אבל מה זה אומר?
המעבר לרכב הניסוי נשען על תוצאות שהתקבלו בבדיקות מוקדמות במתקני AVL בגרמניה. לפי נתוני החברות, ממיר המבוסס על טכנולוגיית D³GaN של VisIC השיג יעילות של 99.67% בתדר מיתוג של 10 קילו־הרץ, ויותר מ־99.8% בתדר של 5 קילו־הרץ.
באותם תנאי בדיקה דיווחו החברות על הפחתה של יותר מ־60% בהפסדי האנרגיה בהשוואה לממיר מבוסס SiC. מדובר בהשוואה בין הממירים שנבחנו בניסוי, ולא בנתון המייצג את כלל ממירי SiC.
ההבחנה החשובה היא בין הפסדי הממיר לבין צריכת האנרגיה הכוללת של הרכב. הפחתה של 60% בהפסדי הממיר אינה שקולה להפחתה דומה בצריכת החשמל של המכונית, המושפעת גם מיעילות המנוע, מהסוללה, ממערכות העזר ומתנאי הנסיעה.
הנתונים פורסמו בעקבות בדיקות דינמומטר מבוקרות. שילוב הממיר ברכב של AVL הוא השלב הבא בתהליך, אך טרם פורסמו תוצאות כמותיות של ניסויי כביש או נתונים על השפעת הטכנולוגיה על טווח הנסיעה.
יתרון אפשרי נוסף של GaN נמצא בפעולה בעומסים חלקיים, שבהם להפסדי המיתוג יש משקל משמעותי ביעילות הממיר. הפחתת ההפסדים עשויה גם להקל על מערכת הקירור ולאפשר תכנון קומפקטי יותר של אלקטרוניקת ההספק.
הדרך מהדגמת רכב לייצור סדרתי
ממיר הנעה לרכב חייב לפעול לאורך שנים בתנאי סביבה קשים, לעמוד במחזורי חימום וקירור חוזרים ולשמור על פעולה תקינה גם בזמן שינויי עומס מהירים. תכונות המיתוג של GaN מחייבות תכנון קפדני של מעגלי ההפעלה, האריזה והחיבורים החשמליים, בין היתר כדי לשלוט בתופעות מעבר ובהפרעות אלקטרומגנטיות.
המערכת שפיתחו החברות משלבת את מודולי ההספק של VisIC עם פלטפורמת פיתוח הממירים PI850e של AVL, תוכנת הבקרה שלה ורכיבי הפעלה של NXP.
בשלב זה מתמקדות החברות במערכות הנעה במתח של 400 וולט. במקביל הן מקדמות פיתוח של מודולי GaN עבור ארכיטקטורות מתח גבוהות יותר, ובהן מערכות 800 וולט.
לגישת GaN-on-Silicon עשוי להיות יתרון גם בצד הייצור, בזכות האפשרות להשתמש בחלק מתשתיות ייצור השבבים הקיימות. אולם מעבר לייצור המוני בתעשיית הרכב תלוי גם בעלויות, באמינות לאורך זמן ובעמידה בדרישות ההסמכה של היצרניות.
לדברי תמרה בקשט, מנכ"לית VisIC Technologies, שילוב טכנולוגיית D³GaN ברכב פעיל הוא אבן דרך בפיתוח רכיבי GaN להספק גבוה. מבחינת החברה, המהלך נועד להמחיש ליצרניות הרכב את יכולות הטכנולוגיה במערכת הנעה ולא רק בבדיקות של רכיבים בודדים.
עבור VisIC, המבחן הבא כבר אינו השגת יעילות גבוהה על ספסל הבדיקות, אלא הוכחת היתרון של GaN לאורך זמן, בתנאי פעולה אמיתיים ובעלות שתתאים לייצור סדרתי.
תמונת שער: רכב ההדגמה החשמלי של AVL ו־ VisIC Technologies , המבוסס על פלטפורמת Tesla . במערכת ההנעה שולבו מודולי הספק בטכנולוגיית D³GaN של
החברה הישראלית, במסגרת פיתוח ממיר הנעה יעיל יותר לרכב חשמלי. קרדיט: VisIC Technologies / AVL
מקורות: הודעות VisIC Technologies ו־AVL, אוקטובר 2026; פרסומי VisIC על בדיקות ממיר ההנעה ועל רכב ההדגמה.
