SiC器件在新能源汽车应用中有怎样的优势和不足?

SiC器件在新能源汽车应用中有怎样的优势和不足?

最佳答案 匿名用户编辑于2022/11/23 15:14

我知道SiC器件在新能源汽车应用的优势和不足,以下是从相关文档摘录的一部分内容,具体内容以原文档为准。

SiC 器件在新能源汽车应用中具有更大优势。IGBT 是双极型器件,在关断时存在拖尾电 流,因此关断损耗大。MOSFET 是单极器件,不存在拖尾电流,SiC MOSFET 的导通电 阻、开关损耗大幅降低,整个功率器件具有高温、高效和高频特性,能够提高能源转换 效率。

电机驱动:电机驱动中使用 SiC 器件的优势在于提升控制器效率,提升功率密度和开关 频率,减少开关损耗以及简化电路散热系统,从而降低成本、大小,改善功率密度。丰 田的 SiC 控制器将电驱动控制器体积减小 80%。

电源转换:车载 DC/DC 变换器的作用是将动力电池输出的高压直流电转换为低压直流 电,从而为动力推进、HVAC、车窗升降、内外照明、信息娱乐和一些传感器等不同系统 提供不同的电压。使用 SiC 器件可降低功率转换损耗并实现散热部件的小型化,从而减 小变压器体积。

充电模块:车载充电器和充电桩使用 SiC 器件,能够发挥其高频、高温和高压的优势, 采用 SiC MOSFET,能够显著提升车载/非车载充电机功率密度、减少开关损耗并改善热 管理。根据 Wolfspeed,汽车电池充电机采用 SiC MOSFET 在系统层面的 BOM 成本将降 低 15%;在 400V 系统相同充电速度下,SiC 充电量较硅材料可以翻倍。

非车载直流快速充电机:将输入的外部 AC 转换为电动汽车所需的 DC 电源,并将其 存储在电池中。SiC 的高开关速度是新型快速充电器的核心。

多因素推动,SiC 大规模运用甜蜜点到来。尽管 SiC 功率器件在性能上有诸多优势,但 此前 SiC 的发展主要受到价格、晶圆质量、工艺技术等限制,没有被大规模使用。近两 年,起步较早的 Wolfspeed、Rohm、英飞凌等海外厂商不断进行产品迭代,产品性能、 质量持续提升;晶圆良率提升,尺寸升级,产能扩充,衬底价格快速下探,我们认为 SiC器件广泛应用的甜蜜点已经到来。

Die Size 和成本是 SiC 技术产业化的核心变量。我们比较目前市场主流 1200V 硅基 IGBT 及 SiC 基 MOSFET,可以发现 SiC 基 MOSFET 产品较 Si 基产品能够大幅减少 Die Size,且表现性能更好。但是最大阻碍仍在于 Wafer Cost,根据 Yole 测算,单片成本 SiC 比 Si 基产品高出 7~8 倍。

 

参考报告

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