訊息

碳化矽粉體在新能源汽車功率元件的應用

1.高功率密度,減少電源模組體積

因為碳化矽元件比矽元件具有更高的電流密度。在相同功率等級下,碳化矽功率模組的體積明顯小於矽基IGBT模組。技術人員在一次講座中公開表達了對SiC的期望,他強調碳化矽功率裝置的優勢之一是功率模組的小型化。以IPM為例,預計碳化矽功率模組的體積可縮小至矽功率模組的2/3-1/3。

2.低功耗,提高系統效率或工作頻率

提高能源效率是許多製造商頭痛的問題。碳化矽裝置具有大幅提高設備能源效率的特性。與使用矽基 IGBT 的功率模組相比,SiC 功率模組可將開關損耗降低高達 85%。

此外,還可實現100kHz以上的高速開關,開關頻率可達到矽基IGBT模組的10倍以上。提高開關頻率可顯著降低電感器和電容器等外圍元件的尺寸和成本。

3.良好的高溫穩定性,顯著減少散熱器的體積和成本

由於碳化矽粉體元件的能量損失僅為矽元件的一半,因此發熱量也僅為矽元件的一半;此外,碳化矽元件還具有優異的高溫穩定性,因此散熱處理也更容易進行,不僅可以大幅減少散熱器,還可以實現逆變器和馬達的一體化。

目前,電動車一般包含兩組水冷系統,一套是馬達冷卻系統,另一套是逆變器等電子設備冷卻系統。透過採用碳化矽元件將逆變器和馬達整合在一起,可以縮短逆變器和馬達之間的接線距離,並且可以整合以前逆變器和馬達所需的水冷卻系統,大大減少了重量和體積。

正因如此,SiC裝置也被視為「重環保時代的關鍵零件」。 SiC功率半導體已成為節能、高效、環保的代名詞。為此,汽車業對SiC抱持非常迫切的期待,汽車方面表示「SiC與汽油引擎具有同等的重要性」。

紳士接觸
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