利用SiC大幅實(shí)現小型化 安川電機試制新型EV行駛系統

　　安川電機試制出了利用SiC功率元件的電動(dòng)汽車(chē)（EV）行駛系統（圖1）。該系統由行駛馬達及馬達的驅動(dòng)部構成。通過(guò)在驅動(dòng)部采用SiC功率元件，使得驅動(dòng)部的體積縮小到了原產(chǎn)品的一半以下。

　　此次展出的試制品以安川電機已經(jīng)投產(chǎn)的電動(dòng)汽車(chē)行駛系統“QMET”為原型。安川電機為馬達及逆變器元件的大型供應商，由于該公司在行駛系統上采用了SiC功率元件，因此在“第二屆EV及HEV驅動(dòng)系統技術(shù)展”上該公司的展位前，眾多參觀(guān)者紛紛前來(lái)觀(guān)看試制品。

　　QMET的馬達驅動(dòng)部由根據馬達轉速來(lái)切換線(xiàn)圈的電路及逆變器構成。線(xiàn)圈切換電路是安川電機的自主技術(shù)。據安川電機介紹，采用該技術(shù)，可實(shí)現在低轉速區到高轉速區的所有區域內高效行駛。

　　圖1：在馬達驅動(dòng)部采用SiC
安川電機的電動(dòng)汽車(chē)行駛系統“QMET”由行駛馬達、逆變器及馬達的線(xiàn)圈切換電路等驅動(dòng)部構成（a，b）。通過(guò)將驅動(dòng)部使用的功率元件由原來(lái)的Si制切換成SiC制，使驅動(dòng)部的體積縮小到了原來(lái)的一半以下（c）。

　　現有的QMET在逆變器的主電路及馬達的線(xiàn)圈切換電路上分別利用IGBT及稱(chēng)為功率二極管的Si制功率元件。此次將IGBT替換成了SiC MOSFET，功率二極管替換成了SiC肖特基二極管（SBD）。此次采用的均為羅姆的開(kāi)發(fā)品（表1）。通過(guò)采用SiC功率元件，逆變器整體體積縮小到了原來(lái)的約1/3，線(xiàn)圈切換電路的體積縮小到了原來(lái)的一半以下。因此，由二者構成的驅動(dòng)部的體積縮小到了原來(lái)的一半以下。

共用水冷機構

　　通過(guò)采用SiC功率元件可使逆變器及線(xiàn)圈切換線(xiàn)路實(shí)現小型化的理由大致有兩個(gè)。第一個(gè)理由是可大幅削減電力損失。這是因為發(fā)熱量會(huì )隨著(zhù)電力損失削減而減少，即使小型化導致熱容減少，溫度也不易升高。第二個(gè)理由是，SiC功率元件即使在200℃高溫下也能工作。這樣，可使熱容進(jìn)一步減少，從而進(jìn)一步實(shí)現小型化。