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                SiC和硅基IGBT的效率相差了多少?

                2021-12-15 15:07:44 85

                最近功率电子比较热门◤,我这边把几份★材料的一些观点梳理一下。


                2022年是中国碳化硅使用的很重要的一个年份,主要是目前800V系统带来了很多变化具体从各个层面到底有哪些差异,我想根据梳理材料来和大家探讨。


                我们首先来说IGBT,其实在电动汽车领域特别要感谢英飞凌,在欧洲汽车企业没进来之前,日产、本田和丰田都是围绕△自己的技术开发逆变器,而且把IGBT的冷却和迭代技术作为核心;特斯拉在导入SIC以前,也是●使用单管IGBT来做大●功率驱动,在英飞凌做了标准∏封装6in1的IGBT以后,极大降@低了逆变器的开发难度。


                ▲图1.IGBT的几种用法


                在面向大功率的逆变器设♀计中,特斯拉的◤工程师采用了分立式单管并联、内置单管散热和冷却技术和功率叠层母排技术,使得这玩意功率提◥高了,但是组装工艺相当复杂。


                ▲图2.特斯拉单管IGBT的设计


                所以在迭代中,特斯拉是第↘一个在400V的产品里直接迭代成了SiC。按照Cree给出来的数据参考,如下图所示:


                功率密度和效率:

                ▲图3.如果把SiC和IGBT按功№率和电流密度来比较


                当然从逆变器本身的效能来看,主要根据参数规格来对标:


                ▲表1.电机、逆变器和整车参数的对比


                也就是说400VSiC带来的效╱能,后续很多的车辆才赶上,类似Lucid Air这种车也能实现♂较高的Mile/kWh。


                ▲图4.整〓车的能效按照时间概览


                下图是动态特性,在跑UDDS和HWFET两种不同工况的状态下,逆变器效『率的对比,从这里看还是有一个动态的差异,从4%-7%的差别。


                备注:这个数据是FEV来做的,使用〓了抽象化的数据来进行对比。


                ▲图5.SiC和硅基IGBT的效率差异


                也就是说,在仿真层面和实际测试是能对照,确实存在很大的效率差异


                ▲图6.SiC福特的对比


                从这个意义上来说,2%在充电层面,6%在运ぷ行层面,两个系统效率差异在8%——这对于同等大电池,特别是100-120kWh的快充电池,按照8%的效能来算,可以〒加权得到8-10kWh的电池净收益◤;如果按照0.8元/Wh,对应大概在6400-8000元。


                长远来说,不光是成本的收益,大容量电池想要达到■高续航和高效能,必然首先需要SiC的支撑。


                ▲图7.碳化硅的效率差异





                免责声明:本文转●载自◆“ 汽车〗电子设计”,本文仅代表作者个人观点,不代表萨科微及行业观点,只为转载与分享,支持保护知识产权,转载请注明原出处及◆作者,如有侵权请联系我们删除。

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