碳化硅正在取代硅材料IGBT用于电动汽车

2021-06-09 即思创意
碳化硅MOSFET,即思创意

碳化硅功率材料长期以来被视为电动汽车(EV)的理想选择,可以用更少的电能让电动汽车开得更远。丰田是第一个在2015年就开始尝试进行SiC MOSFET驱动牵引电机的道路试验。接着, 本田的燃料电池汽车Clarity在2017年成为首款采用SiC而非Si设计主逆变器的量产车。其后在2018年特斯拉成为首款在主逆变器上采用碳化硅MOSFET取代硅材料IGBT的电动汽车厂商,并在Model 3上进行了应用。由于Model 3的热销(2019年总销售超过300000,大约占全球电动汽车销量的13.6%),碳化硅迅速获得了电动汽车市场领域原来由硅材料IGBT占据的市场份额。

 

特斯拉Model 3采用了24个由意法半导体提供的650V SiC-MOSFET小模块设计150kW主逆变器。像Cree/Wolfspeed、Rohm和Infineon等其他主流碳化硅厂家也宣布与其他汽车厂商和直接供应商开展合作。

 

由于碳化硅高效率和高频工作的特点,使得制作的逆变器可将同样大小的电池组提高电动汽车里程6~10%,或者使用更小的电池也能做到同样的里程。这使得汽车厂商有足够的动力在电动汽车上使用碳化硅MOSFET替代硅材料IGBT。虽然不清楚汽车厂商会在多久的未来会跟特斯拉一样在电动汽车上使用碳化硅MOSFET替代硅材料IGBT,但可以肯定的是碳化硅将不仅仅继续在电动汽车主逆变器上替代硅材料,同时也会在车载充电器(OBC)和DC/DC变换器发力,而且,这个进程可能会比预想的来得更快。


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