SiC是下一代电动车性能提升的关键
随着电动车成为主流后,无论是改善其动力传动系统的尺寸和效率、可充电的速度以及充满电可行驶的距离,SiC逆变器都扮演关键要素。
逆变器主要是控制从一个或多个电池到马达的电力输入。除了将输入的直流电转换为交流电之外,逆变器还可以在驾驶需要时,控制提供给马达的功率的可变性。随着马达的发展,从400伏特电气系统发展到功能更广泛的800伏特,逆变器起着至关重要的作用。
由于与高压系统结对时,SiC逆变器具有许多显著的优势,因此愈来愈多的产业在采用逆变器时,都从硅转向使用SiC。
专家指出,传统的逆变器将能量从电池传递到马达的效率约为97%至98%,而基于SiC的逆变器可以将其推向更高的水平至99%。尽管这仅是1%到2%的小幅增加,但整车的效益却很明显。换个角度想,与其他硅半导体相比,SiC具有更高的工作温度,这意味着业者可以从中挤出更多的功率。
涵盖SiC逆变器、齿轮箱和马达等功率电子器件组成的模组,可设计成小型适应性强的电气模组。这些模组可以根据不同电动车的功率需求,从一个单元扩展到四个单元。
SiC逆变器是这模组的最佳选择,因为可减小所有关键组件的尺寸。如果使用更高的电池电压(例如:800伏特)且需要较少的电流,则还需要较小的电缆,这意味著成本会更低,车辆重量更轻,因而在车辆中组装模组也更加容易。
一旦减轻重量和增加动力,则电动车的续航里程和效率可以提高约3%,这意味着行驶距离可增加了约10英里。
现代汽车集团是第一家通过其新型电动全球模组化平台(E-GMP),并将800伏特系统商业化的汽车制造商之一。该公司于2021年2月在平台上发布了IONIQ 5。由于采用快速充电器,其休旅车可以在18分钟内充满其全功率的80%。SiC逆变器的附加效率也突显了其价值。
欧盟的Drivemode专案,也正在研发包含SiC逆变器的模组。英国Loughborough大学的资深讲师Thomas Steffen认为,未来将会看到愈来愈多的汽车制造商将包含SiC逆变器的模组应用于下一代电池电动车之上。
业界观察家们预测,电动车将在十年达到与内燃机汽车同等的价格,这意味着SiC逆变器的市场将在这一潮流中,成为关键的胜利者。
