Daanaa 是一家总部位于温哥华的加拿大电力电子公司,凭借其创新的电力转换单元(PTU)技术,在能源管理方面取得了开创性的进步。“Daanaa”一词源自波斯语,意思是“智慧”,反映了该公司彻底改变各个行业电力系统的使命。在接受采访时,Daanaa首席执行官Udi Daon将讨论公司专有技术的主要特性和应用,重点介绍其显著优势,例如提高效率、增强热管理和简化电路设计。
首席执行官Udi Daon的介绍
“我就是你可以称之为连续创业者的人。在过去的20年里,我创立并领导了几家公司,主要专注于医疗器械和药物开发。这些企业让我对创新、技术商业化和驾驭复杂市场有了深刻的理解,”Daon 说。经过二十年的紧张工作,Daon决定休息一下,思考他的下一步。在此期间,他加入了温哥华不列颠哥伦比亚大学(UBC)的加速器计划,担任驻校高管。在UBC,他负责指导学生,教授他们创业的基础知识,并指导他们建立可持续发展的公司。
正是在此期间,他遇到了Daanaa的创始人,这是一群开发出开创性技术的才华横溢的人。“他们的远见和决心令人难以置信,我很快就意识到了他们创新的潜力。我决定我不能错过成为他们旅程一部分的机会,”Daon说。
他补充说:“我成为Daanaa的第一位投资者,不知疲倦地工作了9个月,没有薪水,以确保公司获得必要的资金,将其技术推向市场。这项工作包括完善商业模式、建立强大的利益相关者网络以及为成功奠定基础。最终,我正式加入 Daanaa 担任首席执行官”。
该公司本身是由UBC博士课程的毕业生于大约六年前创立的。他们的学术研究围绕着从稀薄空气中收集能量展开,这个概念虽然雄心勃勃,但现在已经发展成为一种新颖的电力电子方法。在UBC的支持下,创始人进一步开发了这项技术,将他们的理论工作转化为实际应用。这种高级物理学的基础使Daanaa的功率转换方法如此独特。
Daanaa 专有技术
“在 Daanaa,我们开发了一种专有的功率转换方法,其性能明显优于现有技术。在强大的专利组合保护下,我们的创新实现了比市场上传统方法高出100倍的性能指标,“Daon 说。
这项新技术的核心在于动态控制和操纵近场无功空间。虽然传统的电源转换器依靠磁特性(无论是谐振形式还是非谐振形式)来促进功率传输,但Daanaa 的方法则截然不同。我们不仅仅依赖磁场,而是通过有效的阻抗变换同时利用非辐射近场域中的电场和磁场。利用这项技术,我们实现了单级、高转换比转换(例如,3至800VDC)和出色的效率(通常大于95%)和紧凑的设计。
“我们系统的不可知论是另一个关键优势。无论输入电流是交流还是直流,高压还是低压,还是来自太阳能电池、氢气、电池或电网,我们的技术都能无缝适应。这种多功能性意味着我们的解决方案几乎与任何电源兼容,为我们的客户提供无与伦比的灵活性,”Daon 说。
效率是技术的核心。由于多个级联转换级,传统系统通常会以热量的形式损失大量能量,这需要复杂的冷却系统。相比之下,Daanaa的技术无论功率水平如何,都能提供单级高效转换。这不仅最大限度地减少了能源浪费,还确保了 Daanaa 的电力传输单元(PTU)不会影响冷却要求。
电力传输单元(PTU)
“我们的PTU是功率转换领域的游戏规则改变者。它一步到位地实现了超过100 倍的超高转换率,同时保持了卓越的效率。这种性能水平在业内是前所未有的,并解决了电力电子领域长期存在的挑战,“Daon 说。
PTU以无模型方式运行,使其能够适应各种场景。它可处理交流和直流电流,适应不同的幅度和频率,并产生针对特定需求量身定制的输出。该系统也是双向的,能使用简单的指令动态切换源和负载。
可扩展性是PTU的另一个决定性特征。每个单元独立运行,但可以组合成阵列以满足更高的功率需求。这种模块化方法确保该技术可以扩展以适应从小型设备到大型工业系统的各种应用。
PTU是一个实时可编程模块,将多种电力电子功能和数据传输整合到单个片上系统(SoC)中。这种集成简化了电源系统的设计,提高了效率、功率密度和电压转换速率。PTU优化直流电(DC),管理不同范围内的电压转换,并有效处理交流电(AC) 转换。内置控制器可实现实时配置、数据收集、监控和诊断。
传统电力传输架构引入的主要限制如下,如图 1 所示:
输出电压不稳定和单点故障
不能对所有子系统都实现工作功率点的最大化
添加或更改组件的复杂性
PTU 引入了更高效的电力传输架构(图 2),具有以下优势:
可扩展性(适用于多个SKU的单一平台)
来自LVDC电源的标准化固定HVDC节点=>降低负载动态范围=>提高系统效率
改善负载的动态运行并相应地调整能源需求
减少欧姆损耗(高电压和低电流)
减轻电缆的铜重量
改善系统的热分布
图1:传统电力传输架构(来源 Daanaa)
图2:基于PTU的电力传输架构(来源 Daanaa)
应用
Daanaa 技术的多功能性为多个行业开辟了广泛的应用。在电动汽车(EV)中,PTU解决了与电池设计相关的挑战。目前,电动汽车电池需要数百个串联电池才能达到电机所需的电压。这种序列化引入了对单个电池的依赖,使热管理复杂化,并增加了故障风险。
“我们的技术消除了对这种复杂配置的需求,实现了单一架构,从而减少了组件数量并提高了效率。制造商只需调整并联工作的单元数量,即可创建适用于各种车辆类型的通用电池设计,从紧凑型汽车到重型卡车,”Daon 说。
在太阳能领域,Daanaa的技术简化了低压太阳能电池的集成。传统系统需要许多太阳能电池串联起来,才能为电网或负载产生足够的电力。此过程会导致效率低下并增加系统复杂性。有了PTU,这些挑战就消除了,从而实现了更精简、更高效的太阳能解决方案。同样的原理也适用于氢能系统,氢能系统在低压电池方面也面临类似的问题。
对于数据中心,PTU技术提供了变革性的优势。数据中心通常需要多个转换步骤,以将输入的400V功率降低到芯片所需的1V。每个步骤都会导致能量损失和热量产生,这进一步需要冷却系统。
Daon说:“我们的PTU将这一过程整合为一个步骤,显著减少了能源浪费和冷却要求。通过减少低效率和相关成本,我们提高了整体系统性能并为可持续发展做出了贡献。
制造和可扩展性
Daanaa 的技术在设计时考虑了可扩展性和可制造性。Daanaa表示:“我们的设计与常见的制造工艺兼容,使我们能够与世界各地的铸造厂合作。目前,我们与TSMC合作,并正在招募更多合作伙伴以扩展我们的生产能力。这种灵活性使我们能够满足客户的不同需求并适应区域要求。”
该公司的商业模式强调与设备制造商(OEM)的合作。通过将其技术集成到供应链中,Daanaa确保了无缝采用。无论客户需要在欧洲、美国还是东南亚进行生产,该公司都可以满足他们的需求,而无需进行重大重新设计。值得注意的是,它的解决方案不依赖于异国的材料或先进的制造技术,这使得它们既具有成本效益又易于获得。
未来愿景
Daanaa目前处于市场采用的早期阶段,一些早期采用者在太阳能、数据中心、氢能、电池和电动汽车等领域测试其技术。在接下来的两年里,主要目标是扩展这些用例并在全球市场建立强大的影响力。
“我们的技术专为使用寿命而设计,预计生命周期为25年。虽然改造现有系统(例如部署的太阳能电池板)可能具有挑战性,但我们的解决方案为新安装提供了显著的优势。例如,我们的目标是证明我们的技术可以在保持性能的同时将电池需求减少20%。这种能力强调了在单元级别而不是电池组级别运行的影响,消除了与序列化相关的低效率问题,“Daon说。
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