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碳化硅微粉功率器件为何成为新能源汽车的喜爱

点击次数:   更新时间:20/06/18 09:28:06     来源:www.khthgwf.com 分    享:

  
  1. 高功率密度,降低功率模块体积
  由于碳化硅器件与硅器件相比,有更高的电流密度。在相同功率等级下,碳化硅功率模块的体积显著小于硅基IGBT模块。技术人员在一场演讲会上公开表达了对SiC的期待,他所强调的碳化硅功率器件的优点之一就是能实现功率模块的小型化。以IPM为例,估计利用碳化硅功率模块,体积可缩小至硅功率模块的2/3-1/3。
  2. 低功率损耗,提高系统效率或工作频率
  提高能源利用效率对许多厂商来说是令人头疼的难题。而碳化硅器件具有大幅提高设备的能源利用效率的特质。碳化硅功率模块与采用硅基IGBT的功率模块相比,可将开关损失降低85%(如图二所示)。
  另外,可实现100kHz以上的高速开关,开关频率可高达硅基IGBT模块的10倍以上。提高开关频率将显著的减小电感器、电容器等周边部件的体积和成本。
  3. 良好的高温稳定性,显著减小散热器体积和成本
  由于碳化硅微粉器件的能量损耗只有硅器件的一半,发热量也只有硅器件的一半;另外,碳化硅器件还有非常优异高温稳定性,因此,散热处理也更加容易进行,不但散热器可以显著减小,还可以实现逆变器与马达的一体化。
  图3 为采用SiC SBDs的小功率EV 车载逆变器散热片体积和采用传统Si基半导体器件散热片体积的对比,可看出,采用SiC SBDs 器件散热片的体积大大减小[3]。
  目前电动汽车一般包含两套水冷系统,一套是马达冷却系统,另一套是逆变器等电子设备的冷却系统。通过采用碳化硅器件实现逆变器、马达一体化不但可以缩短逆变器与马达之间的布线距离,还能整合以往逆变器和马达需要分别配置的水冷却系统,重量和体积大为降低。

  基于上述原因,SiC器件也被美寓为“重环保时代的关键元件”。SiC功率半导体已成为节能、高效、环保的代名词。为此,汽车业界对SiC的期待十分迫切,汽车表示“SiC具有与汽油发动机同等的重要性”。

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