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弗迪動(dòng)力、特斯拉、臻驅(qū)科技、北汽、陽光電源、聯(lián)電等的SiC電控

第一電動(dòng)大牛作者 NE時(shí)代 2021-02-03 10:41

新能源汽車能源轉(zhuǎn)換應(yīng)用中，功率器件的話題越來越熱。不少車企和零部件供應(yīng)商都在尋求能夠使電驅(qū)系統(tǒng)效率提升的最佳材料。碳化硅（SiC）就是近年來格外受重視的功率半導(dǎo)體材料。

SiC秉承著材料屬性的優(yōu)勢，對比硅（Si）基半導(dǎo)體更低的損耗，更高的耐溫。當(dāng)它用于逆變器時(shí)，可為應(yīng)用系統(tǒng)帶來更高效、更高功率密度、更小型、更耐壓的好處。這些正是新能源車企在提升電驅(qū)系統(tǒng)時(shí)的研究著力點(diǎn)。

那么都有哪些車企或零部件供應(yīng)商已經(jīng)量產(chǎn)或測試過SiC電控，效果如何？本文對此進(jìn)行了簡單的盤點(diǎn)。因資料有限，作者無法一一列明全部，希望能夠得到諸位的補(bǔ)充。

特斯拉 Model 3 SiC電控

Model 3的電機(jī)從原先的感應(yīng)電機(jī)變?yōu)榍度胧接来磐诫姍C(jī)，冷卻方式也從水冷變?yōu)橛屠洌钥s小尺寸、提高效率。逆變器通過采用SiC (碳化硅)的新電源模塊實(shí)現(xiàn)小型化。

整個(gè)功率模塊單元由單管模塊組成，采用標(biāo)準(zhǔn)6開關(guān)逆變器拓?fù)?，每個(gè)開關(guān)由4顆單管模塊組成，共24 顆單管模塊，器件耐壓為650V。

APC為ST開發(fā)了應(yīng)用于Model 3 中的功率SiC MOSFET模塊封裝。APC是Boschman于成立于2010年左右組建的一家公司，早期階段專注于封裝開發(fā)以及樣品設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)。

北汽SiC電控隨實(shí)車試驗(yàn)

2020年8月搭載第三代半導(dǎo)體SiC電機(jī)控制器的北汽新能源實(shí)車，在吐魯番即將完成夏季高溫試驗(yàn)，并在后續(xù)開展里程可靠性試驗(yàn)和冬季高寒可靠性試驗(yàn)，將SiC材料控制器在極端環(huán)境下的可靠性進(jìn)一步的驗(yàn)證。后續(xù)，北汽新能源還會開展里程可靠性試驗(yàn)和冬季高寒可靠性試驗(yàn)。

目前，北汽新能源開發(fā)的SiC控制器開關(guān)頻率已從最初的10kHz提升到25kHz，控制器功率達(dá)到220kW以上功率等級，在量產(chǎn)產(chǎn)品邊界下，控制器達(dá)到了43kW/L以上的功率密度，最高效率從98.5%提升到99.2%。在整車技術(shù)上，僅搭載SiC控制器一項(xiàng)措施優(yōu)化，整車NEDC效率就提升3個(gè)百分點(diǎn)。

陽光電源單管并聯(lián)SiC電控

陽光電源2020年5月宣布，其自主研發(fā)的車用全SiC電機(jī)控制器成功裝車試運(yùn)行。該款電控是基于分立器件并聯(lián)技術(shù)而開發(fā)。據(jù)官方的信息，該款控制器與采用Si器件的電控相比，具有更低損耗、更高效率、更好的控制性能及更優(yōu)異的NVH特性等優(yōu)勢，最高效率達(dá)99.4%，在功能安全方面達(dá)到ASIL-C等級。

新博格華納采用碳化硅的Viper電源開關(guān)

新博格華納收購的德爾?？萍紝⑼瞥龌赟iC芯片的逆變器。其核心是Viper電源開關(guān)，集成度高，且采用了獨(dú)特的雙面水冷封裝。這些特性使SiC逆變器重量輕40%，緊湊性提升30%。雙面冷卻封裝技術(shù)可以兼容Si基及SiC（碳化硅）這兩種功率半導(dǎo)體，可以實(shí)現(xiàn)在不改變逆變器外部機(jī)械尺寸的前提下提供SiC MOSFET和Si基IGBT兩種選擇，讓主機(jī)廠可以根據(jù)市場需求靈活調(diào)整產(chǎn)量分配。