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用数据通知你 SiC对汽车电动化有哪些要紧道理?

作者:admin 发布时间:2020-02-08 浏览次数:87

  汽车电动化是此中一大发达倾向。纯电动汽车商场尚未成熟,目前存正在几种过渡产物,永诀正在汽车电子方面拥有若何的特色和需求?SiC这种新功率器件原料正在此中又饰演者若何的主要脚色?

  智能驾驶是汽车电子的一大热点议题,涉及三个寻事:更安好、更绿色、更衔接。汽车电动化是此中一大发达倾向。纯电动汽车商场尚未成熟,目前存正在几种过渡产物,ASPENCORE旗下电子工程专辑、国际电子商情和电子本领安排团结举办的第十九届电源管表面坛(电动汽车疾充和新功率器件本领)上,对此逐一给出了谜底。

  吕晓东先容说,更安好是条件汽车能监控周疆域况,并针对突发处境做出自帮反应。更绿色是尽量削减汽车尾气排放。更衔接是让汽车不妨和表部收集创办更多衔接,使之成为搬动终端,让驾乘职员更好地和表部通讯和文娱。

  他指出,电动汽车的发达受到财富链的局部,比如现正在的一大瓶颈是电池,征求安好性、能量密度和便捷性等。目前大个别电动汽车都是行使锂电池,因为原料的局部,要思正在短时刻内提升电解电池的密度不太实际。跟着锂电池本钱的逐年下滑,必然水平可能鼓励电动汽车的发达。据合连机构预测,估计到2025年,电动车的本钱将与守旧燃油车相当。到2035年,电动车的总销量将超越4亿辆。

  依照操纵形式分歧,电动汽车可分为几个类型:轻混电动(MHEV)、混动(HEV)、插电混动(PHEV)和纯电动(BEV)。

  轻混体例是正在原有12V体例根蒂上弥补了一个48V的电池组。这个48V电池组一方面衔接12V电池组,另一方面用于电机驱动。它可能提供汽车上极少大功率用电举措,比如空调压缩机或帮力转向体例。正在汽车启动低力矩的处境下,它可能弥补动力输出。

  混动体例正在48V的根蒂上弥补了一个400V~800V的高压电池组,可能供应更大动力。

  总的来说,跟着汽车电气化水平的弥补,每公里的用度将会低落,排放也越低。但纯电动车现正在所面对的几个题目是,续航里程还不足,充电时刻长/便捷性不足,以及整车本钱较高。

  如下图所示,MHEV、HEV和PHEV动作汽车电动化的过渡类型产物,各方面的发扬也是居中。因为纯电动车目前商场尚未成熟,所以据合连机构预测,这几种过渡类型产物另日几年的销量仍会弥补。但纯电动车将会是最终倾向。

  依照StrategyAnalytics机构的咨询数据显示,汽车由内燃机向电动车过渡所带来的电子器件本钱的弥补,由燃油车330美元的均匀电子器件本钱弥补到48V轻混体例的513美元(征求电池执掌,DC-DC转换器,牵引逆变器等),再到纯电动均匀电子物料的本钱为910美元。

  纯电动汽车须要到场电池组、电机衔接/驱动,以及电池执掌。涉及的紧要部件征求OBC、DC-DC、电驱和电池执掌体例,以及表部的充电举措,如充电桩。正在这一规模,ST可供应的汽车级的产物征求32位MCU、功率模块、驱动IC、功率器件(如碳化硅MOSFET、IGBT)等。该公司目前正正在配合环球20家以上的汽车创造商行使这些产物,吕晓东吐露说。

  比拟成熟的硅原料,SiC的财富链须要全新的结构。好比,SiC的牢靠性、出产设置、缺陷密度以及本钱都是较大寻事。不过SiC的机能异常显著,比如其临界击穿场强是Si的10倍。它正在好像耐压处境下可杀青更高的掺杂秤谌,进而杀青更低的导通阻抗。同时,SiC可能杀青更高的耐压秤谌,比如1200V乃至1700V。而且SiC现正在还没有抵达极限,后续另有擢升空间。

  别的的上风征求:SiC倘使做到极限,阻抗可能做到Si的1/300;导通热阻可能做到3倍;可职业正在更高的温度境况下。基于这些上风,SiC可能低落80%的开合损耗,关于计划的重量和体积都可能低落80%到85%。SiC比来受到体贴,一个紧要来源即是电动汽车的崛起。

  SiC带来的功效擢升可能带来续航里程的弥补。稀有据指出,SiC可能使续航里程得到5%~10%的弥补。

  然而,从工艺秤谌看,SiC的良率还不如Si,所以本钱比硅基器件要高,不过它可能带来全部本钱的精打细算。

  据合连机构咨询,固然正在一辆电动车上采用SiC会多花300美金,但可换回总体例本钱2000美金的精打细算,全体征求600美金的电池本钱精打细算、600美金的电动汽车空间精打细算,以及1000美金的散热体例精打细算。况且SiC计划的电池容量不须要做到那么大,充电时刻也可能低落50%。关于光伏行使,SiC的上风也异常显著。比拟IGBT,SiC没有拖尾电流,可能职业正在更高的开合频率(5倍的开合频率)下,而且功耗可能削减50%。带来的体例本钱精打细算可能有20%,体积、重量可精打细算70%到80%,装置用度可低落50%。况且SiC牢靠性斗劲好,可能保障10年行使寿命。

  正在汽车商场,SiC紧要行使正在600V到1200V地方,征求电驱、OBC和DC-DC等项目。正在电驱方面,SiC曾经行使于续航超越600km的汽车中。OBC和DC-DC行使紧要是可精打细算计划的尺寸,使电动汽车变得更轻。SiC也可能用正在光伏发电、工业自愿化、储能、充电桩等行使。关于1700V的地方,另有轨道交通、风能发电等行使。

  目前的11kW三相OBC拓扑中,有极少计划是用IGBT并联疾复原二极管的形式。

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