碳化硅半导体--电动汽车和光伏逆变器的下一项关键技术-数控专题

碳化硅半导体--电动汽车和光伏逆变器的下一项关键技术

时间:2024-07-22 作者: 来源:中国工控网

电机逆变器系统和汽车高压直流至低压直流变压器的核心。SiC 半导体将致力于优化这些系统，提供更高的效率、更高的性能上限和更快的开关速度，从而缩短充电时间，更好地利用电池容量。这可以增加电动汽车的续航里程或缩小电池体积，从而减轻车辆重量和并降低生产成本，同时提高性能，促进更广泛的普及。

尽管比内燃机驱动的同类产品运行温度低，电动汽车对电力电子器件来说仍然是一个极为严苛的环境，热管理是设计人员必须考虑的关键因素。对于许多早期的硅和绝缘栅双极晶体管(IGBT) 器件来说，电动汽车内的运行条件可能会导致其在车辆使用寿命内发生故障。碳化硅解决方案的热极限要高得多，热传导率平均高出 3 倍，因此更容易将热量传递到周围环境中。这就提高了可靠性，降低了冷却要求，进一步减轻了重量并消除了封装方面的顾虑。

碳化硅技术所带来的峰值额定电压和浪涌电容的提高，也为旨在缩短充电时间和减轻汽车重量的制造商提供了支持。通常情况下，大多数电动汽车基础设施的电压范围在200 V 至 450 V 之间，但汽车制造商正在通过将电压范围提高到 800 V 来进一步提高性能。首款实现这一转变的是高端车型保时捷Taycan ，但越来越多的制造商正在效仿现代汽车最近发布的 Ioniq 5，该车目前采用 800 V 充电电压，而且零售价大大降低。

但这一转变背后的原因是什么呢？800 V 系统具有多种优势，例如充电时间更快、

图2：安森美的端到端碳化硅生产

在他们的工厂中，硅和碳在熔炉中结合，然后通过