As electric vehicles replace traditional combustion engine vehicles, battery technology must evolve rapidly to enhance reliability, performance, and efficiency. A recent trend in the automotive sector is the use of solid-state silicon carbide devices since they are small, lightweight, and capable of dissipating large amounts of power. These devices offer advantages such as low switching losses, high reverse breakdown voltage, and large current-carrying capabilities. An essential system in electric vehicles is precharge, which prevents large inrush currents from damaging the capacitive loads during startup and reduces stress on electrical components. This thesis investigates an active precharge solution using a Silicon Carbide MOSFET, comparing it to the conventional method of a resistor in series with a relay. The proposed solution employs a Buck converter approach, but instead of implementing a voltage feedback loop for a resistive load, this solution regulates current for the DC-link capacitors to achieve controlled, relatively linear precharging. This thesis presents a detailed design of this system and evaluates it against the conventional solution in terms of weight, space, complexity, and cost. A detailed failure mode and effect analysis on a component basis was also conducted to determine how the system can be made reliable for production. Testing of the designed system, both in simulation and on a PCB, showed that the Buck approach consumed one-fourth of the volume of the conventional system, weighed 27.4 g compared to 220 g, and was efficient enough that the PCB did not produce noticeable heat. It is also considered a low cost solution compared to the medium cost of the conventional system. The main disadvantages are increased complexity and challenges in achieving high safety with the Silicon Carbide MOSFET.

När elfordon ersätter traditionella förbränningsmotorfordon måste batteriteknologin utvecklas snabbt för att förbättra tillförlitlighet, prestanda och effektivitet. En ny trend inom fordonssektorn är användningen av solid-state kiselkarbidenheter eftersom de är små, lätta och kan avleda stora mängder effekt. Dessa enheter erbjuder fördelar såsom låga switchingförluster, hög backspänning och stor strömbärande kapacitet. Ett viktigt system i elfordon är precharge som förhindrar stora inrush strömmar från att skada de kapacitiva lasterna vid uppstart och minskar belastningen på elektriska komponenter. Denna avhandling undersöker en aktiv precharge-lösning med en kiselkarbid-MOSFET, och jämför den med den konventionella metoden bestående av en resistor i serie med ett relä. Den föreslagna lösningen använder en buck-omvandlare, men istället för att implementera en spänningsåterkopplingsloop för en resistiv last, reglerar denna lösning strömmen för likspännings-länkens kondensatorer för att uppnå en kontrollerad, relativt linjär precharge. Denna avhandling presenterar en detaljerad design av detta system och utvärderar det mot den konventionella lösningen med tanke på vikt, utrymme, komplexitet och kostnad. En detaljerad fel- och effektanalys på komponentnivå utfördes också för att fastställa hur systemet kan göras pålitligt nog för produktion. Testning av det designade systemet, både med simulering och på en PCB, visade att buck-lösningen upptog en fjärdedel av volymen jämfört med det konventionella systemet, vägde 27.4 g jämfört med 220 g, och var tillräckligt effektiv för att PCB:n inte skulle producera märkbar värme. Det betraktas också som en lågkostnadslösning jämfört med det konventionella systemet. De främsta nackdelarna är ökad komplexitet och utmaningar med att uppnå hög säkerhet hos kiselkarbid-MOSFETen.