電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道(文/李誠)隨著科技的不斷迭代更新,汽車領(lǐng)域進(jìn)入了電氣化時(shí)代。電動(dòng)汽車的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不斷地往輕型化、小型化發(fā)展,快速充電也是眾多電動(dòng)車車主的追求。先進(jìn)的材料才是電動(dòng)汽車得以快速發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)。碳化硅(SiC)半導(dǎo)體的進(jìn)場,成了大家關(guān)注的焦點(diǎn)。
SiC有哪些優(yōu)勢利于電動(dòng)車發(fā)展?
SiC是第三代功率半導(dǎo)體大功率器件,具有耐高溫、高功率密度、耐高壓、高效等特性。
高功率密度的特性一般應(yīng)用于車載充電機(jī)和充電樁中,開關(guān)損耗小,體積與傳統(tǒng)硅基MOSFET和IGBT比,相對(duì)較小,能夠讓車內(nèi)有限的空間實(shí)現(xiàn)更大的利用率。
耐高壓的特性一般應(yīng)用與汽車電池管理系統(tǒng)和車用直流充電樁中,現(xiàn)在眾多廠商為解決電動(dòng)汽車充電時(shí)間長的問題,提高充電樁輸出電壓實(shí)現(xiàn)快速充電。高電壓的輸出對(duì)元器件耐壓值要求也隨之提高。SiC在1200V高壓中比Si更具性能優(yōu)勢。
高效的特性,SiC在車用逆變器里優(yōu)勢較為明顯,轉(zhuǎn)換效率更高。SiC和傳統(tǒng)IGBT相比系統(tǒng)效率能有5%以上的提升。
總體來說,憑借這些優(yōu)越的性能,SiC現(xiàn)被廣泛用于電動(dòng)汽車的充電模塊、逆變器、和轉(zhuǎn)換器中。SiC的加入能夠加快充電速度、提高能量轉(zhuǎn)換效率增加續(xù)航里程、縮小器件與車內(nèi)空間的占比等。
SiC在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用
汽車市場逐漸由燃油車往電動(dòng)車領(lǐng)域轉(zhuǎn)型,在SiC功率器件的助力下,加快了電動(dòng)汽車的發(fā)展。SiC功率器件在電動(dòng)汽車領(lǐng)域主要應(yīng)用于逆變器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器等方面。
逆變器:SiC在能效轉(zhuǎn)換方面表現(xiàn)還是不錯(cuò)的,在800V的高壓環(huán)境下,SiC的整體系統(tǒng)效率高于Si基器件的8%,在充電時(shí),SiC功率器件比Si基器件的能量轉(zhuǎn)換效率更高、損失少,能有效減少元器件數(shù)量,降低成本。SiC在散熱方面設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單,體積相對(duì)較小。
電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器:電極驅(qū)動(dòng)控制器是電動(dòng)汽車將電池內(nèi)的電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的驅(qū)動(dòng)控制單元。SiC的應(yīng)用能有效提升電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的低負(fù)載效率,并提高5%~10%的續(xù)航里程。提升控制器功率密度, 由原18kW/L提升至45kW/L,有利于小型化;占比85%的高效區(qū)效率提高6%,中低負(fù)載區(qū)效率提高10%。
眾企布局車用SiC市場
新能源汽車的快速發(fā)展,車企及供應(yīng)鏈企業(yè)紛紛布局車用SiC市場。特斯拉是車企進(jìn)入SiC市場的領(lǐng)頭羊,早在2018年就將使用了SiC MOSFET器件的逆變器應(yīng)用于Modle3車型中。提升功率密度,增加續(xù)航。
國產(chǎn)品牌比亞迪,擁有豐富的汽車、功率半導(dǎo)體器件設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),早期就投入巨資部署SiC建立完整的產(chǎn)業(yè)鏈。比亞迪是國內(nèi)首批自主研發(fā)且能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)SiC器件的企業(yè)。并在SiC公功率器件研發(fā)中實(shí)現(xiàn)了重大技術(shù)突破,實(shí)現(xiàn)SiC模塊在高端車型電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器中的規(guī)模化應(yīng)用。于上月公布了全球首家、國內(nèi)唯一實(shí)現(xiàn)在電機(jī)控制器中實(shí)現(xiàn)大批量裝車的SiC三相全橋模塊。該SiC功率器件應(yīng)用于電機(jī)控制器,提升一倍的功率密度,百公里加速度僅為3.9秒,較之采用IGBT 4.0芯片的全新一代唐EV的4.4秒高于0.5秒。
據(jù)英飛凌官方顯示,今年5月3日該公司推出基于CoolSiC MOSFET技術(shù)的新型汽車電源模塊HybridPACK? Drive CoolSiC?,該電源模塊可應(yīng)用于電動(dòng)汽車的牽引逆變器中,可在1200V高壓下正常工作。該模塊具有高功率密度、高性能等特點(diǎn),可應(yīng)用于電動(dòng)汽車中能夠?qū)崿F(xiàn)更高的轉(zhuǎn)換率,降低電池成本。
2019年Cree賣掉主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)進(jìn)軍車用SiC和射頻器件市場,這一年中不斷與半導(dǎo)體企業(yè)和汽車制造企業(yè)緊密合作,加快車用SiC的研發(fā)量產(chǎn),并推出多款車用SiC MOSFET,轉(zhuǎn)變低級(jí)控制器、DCDC變換器、充電器、逆變器只能用IGBT的局面,提高功率密度、能量轉(zhuǎn)換效率、降低熱損耗。據(jù)Cree預(yù)計(jì),2022年車用車用SiC市場將會(huì)達(dá)到24億美元,未來10年市場空間將會(huì)達(dá)到150億美元。Cree看好車用SiC的發(fā)展趨勢,追加10億投資,以滿足今后的市場需求。
鴻海科技全球3C代工大廠于上月25.2億元新臺(tái)幣收購?fù)?寸晶圓廠,致力于開發(fā)生產(chǎn)第三代功率半導(dǎo)體,側(cè)重于電動(dòng)汽車SiC功率元器件方向。據(jù)陳偉銘公開表示,鴻海科技會(huì)在基于SiC的基礎(chǔ)上對(duì)民用太陽能逆變器、充電樁、工業(yè)馬達(dá)等領(lǐng)域進(jìn)行開發(fā)研究并給出完整的解決方案。
不止上述企業(yè),ST、豐田、大眾、本田、福特、采埃孚、株洲中車時(shí)代等企業(yè)均有對(duì)車用碳化硅進(jìn)行部署。
總結(jié)
汽車往電氣化方向的轉(zhuǎn)變已成大勢所趨,硅基功率器件的發(fā)展已逼近其物理極限,SiC推動(dòng)了電動(dòng)汽車的發(fā)展。火爆的電動(dòng)汽車市場,吸引了眾多企業(yè)布局車用SiC,加速SiC放量元年的到來。
聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請(qǐng)聯(lián)系本站處理。
舉報(bào)投訴
-
SiC
+關(guān)注
關(guān)注
29文章
2804瀏覽量
62608
發(fā)布評(píng)論請(qǐng)先 登錄
相關(guān)推薦
佛瑞亞對(duì)汽車電氣化的回顧與展望
近年來,全球電動(dòng)汽車市場蓬勃發(fā)展,大規(guī)模電氣化已經(jīng)成為不可忽視的行業(yè)趨勢。作為可持續(xù)移動(dòng)出行技術(shù)的引領(lǐng)者,F(xiàn)ORVIA佛瑞亞在零排放的未來出行方面也有著不少探索與洞見。讓我們一起聽聽佛
阿斯頓馬丁籌資2.1億英鎊推進(jìn)電氣化戰(zhàn)略
提供有力的支持。 阿斯頓馬丁作為英國汽車工業(yè)的代表品牌,一直致力于為消費(fèi)者提供高品質(zhì)的豪華汽車產(chǎn)品。隨著全球汽車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展和變革,電氣化已經(jīng)成為了一個(gè)
優(yōu)步加速電氣化進(jìn)程,電動(dòng)汽車超18萬輛
美國打車軟件巨頭優(yōu)步近日宣布,其正在加速推進(jìn)電氣化措施,以實(shí)現(xiàn)零排放平臺(tái)的目標(biāo)。據(jù)優(yōu)步CEO達(dá)拉·科斯羅薩西(Dara Khosrowshahi)透露,目前優(yōu)步車隊(duì)中電動(dòng)汽車的數(shù)量已超過18萬輛。
優(yōu)化電源管理芯片 擁抱汽車電氣化新時(shí)代
為應(yīng)對(duì)變化的電氣化市場需求,電源管理芯片行業(yè)正在不斷推出更加高效、安全、小型化的產(chǎn)品。全球排名前列的電子元器件授權(quán)代理商WT文曄科技,在電池管理領(lǐng)域深耕多年,擁有豐富的市場經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)積淀,在此
發(fā)表于 09-25 15:28
?431次閱讀
汽車電氣化之路面臨的挑戰(zhàn)和解決方案
數(shù)量正在以創(chuàng)紀(jì)錄的速度增長。本文將為您介紹汽車電氣化發(fā)展的現(xiàn)況與趨勢,以及由Molex(莫仕)所能提供的解決方案。
汽車電氣化的應(yīng)用需求和解決方案
提出了挑戰(zhàn),也標(biāo)志著汽車產(chǎn)業(yè)新的競爭格局。在此背景下,了解汽車電動(dòng)化發(fā)展趨勢已成為至關(guān)重要且不可避免的話題。本文旨在探討汽車
福特調(diào)整電氣化策略,聚焦混動(dòng)技術(shù)以加速盈利增長
福特汽車公司于昨日(8月21日)正式揭曉了其電氣化戰(zhàn)略的全面升級(jí)藍(lán)圖,該戰(zhàn)略聚焦于三大核心目標(biāo):拓寬市場覆蓋,增強(qiáng)盈利能力,以及顯著降低二氧化碳排放,以此引領(lǐng)公司邁向更加綠色與可持續(xù)的未來。
應(yīng)對(duì)汽車電氣化和智能化
的應(yīng)用領(lǐng)域。另外,內(nèi)燃機(jī)汽車氣體傳感器已經(jīng)從廢氣監(jiān)測轉(zhuǎn)向內(nèi)部空氣質(zhì)量(IAQ)測量。今天就帶大家聊聊電氣化和自動(dòng)駕駛轉(zhuǎn)型如何擴(kuò)大傳感器技術(shù)在汽車設(shè)計(jì)中的作用。
汽車電氣化為智能城市帶來機(jī)遇
汽車電氣化、互聯(lián)交通基礎(chǔ)設(shè)施和高速通信系統(tǒng)正在融合,共同為全球城市打造一個(gè)更安全、更高效、更緊密相連的汽車生態(tài)系統(tǒng)。汽車電氣化已經(jīng)改變了不僅
豐田電氣化轉(zhuǎn)型受挫,奮力追趕特斯拉
豐田在電氣化轉(zhuǎn)型過程中遭遇挫折,首款在美上市的電動(dòng)汽車 bZ4X 盡管經(jīng)歷了召回風(fēng)波,卻并未在市場上引起足夠反響。據(jù)統(tǒng)計(jì),去年豐田在美銷售的 220 余萬輛汽車中,純電動(dòng)車型僅占 0.
應(yīng)對(duì)汽車電氣化和智能化,少不了它們!
的應(yīng)用領(lǐng)域。另外,內(nèi)燃機(jī)汽車氣體傳感器已經(jīng)從廢氣監(jiān)測轉(zhuǎn)向內(nèi)部空氣質(zhì)量(IAQ)測量。今天就帶大家聊聊電氣化和自動(dòng)駕駛轉(zhuǎn)型如何擴(kuò)大傳感器技術(shù)在汽車設(shè)計(jì)中的作用
碳化硅 (SiC) MOSFET:為汽車電氣化的未來提供動(dòng)力
對(duì)環(huán)境的影,推動(dòng)了一系列能夠顯著提升效率并加快電氣化轉(zhuǎn)變的產(chǎn)品的問世。功率半導(dǎo)體技術(shù)近年來快速進(jìn)步,配備了碳化硅(SiC)MOSFET的電動(dòng)汽車(EV)如今能夠行駛
緊湊型電源模塊推動(dòng)汽車電氣化
冗余和快速充電,加快電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 ? 汽車電氣化掀起了一場前所未有的研發(fā)浪潮,包括優(yōu)化供電網(wǎng)絡(luò)、本地及全球充電基礎(chǔ)設(shè)施。由于這個(gè)問題的復(fù)雜性,有必要探索新的方法并開發(fā)創(chuàng)造性的解決方案。高密度電源模塊為設(shè)計(jì)、擴(kuò)展和適應(yīng)當(dāng)今汽車
發(fā)表于 03-20 13:46
?640次閱讀
利用電氣化和自動(dòng)化構(gòu)建更高效、更可持續(xù)的電網(wǎng) - 第 1 篇(共 2 篇)
作者:Jeff Shepard 投稿人:DigiKey 北美編輯 用可持續(xù)綠色能源取代傳統(tǒng)電網(wǎng)能源被稱為電氣化。本文為 2 篇系列文章中的第 1 篇,將討論電氣化所面臨的一些挑戰(zhàn),以及自動(dòng)化如何幫助
評(píng)論