Porsche znalazło sposób na lżejsze nagłośnienie. Podziękuj za to swojej... ładowarce
System audio w samochodzie może być lżejszy nie dzięki mniejszej liczbie głośników, lecz za sprawą zmiany półprzewodników. Porsche sięga po nietypowe rozwiązanie.
W samochodach sportowych walka z masą potrafi prowadzić inżynierów w zaskakujące miejsca. Porsche wzięło teraz na celownik nagłośnienie w samochodzie. Niemcy opracowali wspólnie z Uniwersytetem w Stuttgarcie nowy wzmacniacz dla zestawu Burmester 3D High-End Surround Sound System, w którym tradycyjne rozwiązania krzemowe zastępuje... azotek galu.
Ten materiał większość osób może kojarzyć przede wszystkim z niewielkimi i wydajnymi ładowarkami do smartfonów oraz komputerów. Porsche dostrzegło jednak jego potencjał w samochodzie. Dlaczego? Najważniejsze są tutaj niższe straty energii, mniejsza emisja ciepła oraz możliwość ograniczenia wymiarów i masy całego układu.
Porsche poprawia swoje nagłośnienie, wykorzysta azotek galu w 400-watowym wzmacniaczu subwoofera
Azotek galu jest materiałem półprzewodnikowym, który ma kilka istotnych zalet względem powszechnie stosowanego krzemu. Wykonane z niego tranzystory mogą pracować z wyższą częstotliwością przełączania, a jednocześnie generują mniejsze straty energii. W efekcie mniej energii zamienia się w ciepło, które później trzeba odprowadzić.
Właśnie tę właściwość wykorzysta nowe nagłośnienie Porsche. Nowy układ odpowiada za konwersję napięcia potrzebnego do zasilania 400-watowego wzmacniacza subwoofera w systemie Burmester 3D High-End Surround Sound System.
Sam subwoofer o takiej mocy nie jest zresztą nowością. Już system przygotowany dla Panamery w 2016 roku oferował 400 watów dla tego głośnika, a cały zestaw osiągał moc 1455 watów.
Nie chodzi tutaj więc o bicie rekordów mocy. Porsche chce uzyskać te same możliwości przy mniejszych stratach energii i ograniczonym zapotrzebowaniu na chłodzenie.
Azotek galu pozwala odchudzić radiator o około 20 procent
Niższa emisja ciepła daje inżynierom większą swobodę przy projektowaniu wzmacniacza. Porsche podaje, że jego rozpraszacz ciepła może być dzięki temu o około 20 procent lżejszy. Zmniejszyć można również elementy pasywne, w tym kondensatory i cewki. Cały wzmacniacz zajmuje więc mniej miejsca i waży mniej, zachowując swoje parametry.
W samochodzie sportowym ma to większe znaczenie niż w domowym zestawie audio. Każdy element wyposażenia zwiększa masę, zajmuje cenną przestrzeń i wymaga odpowiedniego zarządzania temperaturą - a przestrzeni nie jest dużo i często można ją nazwać bardzo ciasno zamkniętą. Rozwiązanie Porsche pozwala poprawić wszystkie te parametry, a nagłośnienie zostanie przy tym bardzo dobre.
Mniejszy radiator oznacza także mniejsze zużycie aluminium. Porsche zwraca uwagę na energochłonność produkcji tego materiału i wskazuje, że ograniczenie jego ilości pozwoli zmniejszyć emisję dwutlenku węgla związaną z produkcją wzmacniaczy.
Pomysł pojawił się w 2023 roku. Pierwsze samochody dostaną tę technologię w 2027 roku
Porsche zaczęło analizować możliwość zastosowania azotku galu w samochodzie w połowie 2023 roku. Wiosną 2024 roku specjaliści zajmujący się systemami audio, półprzewodnikami i zrównoważonym rozwojem rozpoczęli współpracę z Institute for Robust Power Semiconductor Systems działającym na Uniwersytecie w Stuttgarcie. Jej pierwszym efektem był prototyp wzmacniacza subwoofera.
Projekt przeszedł już etap eksperymentalny. Porsche informuje, że rozwiązanie jest gotowe do wykorzystania w produkcji seryjnej, a firma złożyła kilka wniosków patentowych chroniących opracowane technologie. Pierwszy samochód wykorzystujący nowy system Burmestera ma pojawić się w 2027 roku.
Porsche widzi dla azotku galu znacznie więcej zastosowań
Nagłośnienie jest pierwszym obszarem, w którym Porsche wykorzysta nowy materiał, ale prawdopodobnie nie ostatnim. Azotek galu sprawdza się wszędzie tam, gdzie konieczna jest konwersja energii. Niemiecka marka bada więc kolejne możliwości jego zastosowania w samochodach.
Szczególnie interesujące są układy wysokonapięciowe wykorzystywane w samochodach elektrycznych. Także w ich przypadku wyższa sprawność konwersji może ograniczyć straty energii i ilość generowanego ciepła, a jednocześnie pozwolić na zmniejszenie wybranych podzespołów.