SiC器件上車(chē)第一個(gè)優(yōu)質(zhì)落腳點(diǎn)—車(chē)載電源
電動(dòng)車(chē)在動(dòng)力性能、智能化方面超越燃油車(chē)，但電動(dòng)車(chē)在續航里程方面仍面臨著(zhù)補能焦慮的問(wèn)題，傳統燃油車(chē)加一次油時(shí)間為5分鐘，而目前快充至少要60分鐘。在高峰期充電排隊等候的時(shí)間亦進(jìn)一步拉長(cháng)。
目前車(chē)企解決補能速度的兩條路線(xiàn)分別是換電和快充，換電目前還面臨盈利模式、標準統一等挑戰；更多車(chē)企選擇了快充路線(xiàn)，一方面快充與CTC趨勢一致，另一方面技術(shù)升級路徑清晰。800V高壓平臺方案應運而生。
動(dòng)力電池電壓平臺升級到800V ，當前的OBC 、 DC/DC 及 PDU 等電源產(chǎn)品都需要從400V等級提升至符合 800V 電壓平臺的應用， SiC 器件由于其優(yōu)異的特性也將開(kāi)始大規模的應用。
除此之外，直流快充樁原本輸出電壓等級為400V，可直接給動(dòng)力電池充電， 但動(dòng)力電池為800V 后其電壓不再能夠繼續充電，因此需要一個(gè)額外的升壓產(chǎn)品使400V電壓能夠上升到 800V ，進(jìn)而給動(dòng)力電池進(jìn)行直流快充。在此技術(shù)方案下，這個(gè)器件需要能夠滿(mǎn)足大功率充電的功率，因此其價(jià)值量相比傳統DC/DC 要更大，而電源企業(yè)也將充分受益于此升壓 DC/DC 產(chǎn)品的配置。高電壓對功率器件提出更高要求，碳化硅將借助耐高壓、耐高溫、開(kāi)關(guān)損耗低等優(yōu)勢在功率器件領(lǐng)域進(jìn)行廣泛應用。
以OBC舉例，從 Si 設計轉到 SiC 設計，功率器件和柵極驅動(dòng)的數量減少 30% 以上，開(kāi)關(guān)頻率提高一倍以上。降低了功率轉換系統的組件尺寸、重量和成本，同時(shí)提高運行效率。
(一) 集成化：通過(guò)將DC/DC、OBC、電機、電控器件等集成可以減少車(chē)載電源的占用空間，減少電路板尺寸，降低組裝成本以及BOM和PCB成本。
(二) 高功率化：隨著(zhù)電動(dòng)車(chē)續航、帶電量的提高，10kW、 20kW以上的大功率將成為主流，主要通過(guò)三相交流電技術(shù)，目前比亞迪、欣銳科技已有所布局。
(三) 雙向化：雙向DC/DC具有效率高、體積小、成本低的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還可將電池電能對外輸出，有效提高電能利用率。雙向車(chē)載充電機可以將電池的電能對外輸出，實(shí)現車(chē)對車(chē)、車(chē)對負載、車(chē)對電網(wǎng)充電。
在車(chē)載電源系統中使用SiC MOSFET能以更高的頻率進(jìn)行開(kāi)關(guān)，功率密度更高，能效更高，EMI性能得到改善以及系統尺寸減小。
除了結構成本節約之外，SiC 系統在 3 kW/L 的功率密度下可實(shí)現 97% 的峰值系統效率，而 Si OBC 僅可在 2 kW/L 的功率密度下實(shí)現 95% 的效率。這一系統效率的提升可為消費者帶來(lái)每年平均 40 美元的能源節約。
國內車(chē)載電源企業(yè)布局碳化硅產(chǎn)品情況
除了上文提到的得潤電子外，他的友商欣銳科技在碳化硅應用于車(chē)載電源領(lǐng)域也深耕多年。日前在行業(yè)會(huì )議上，欣銳科技股份有限公司董事長(cháng)吳壬華博士分享了“SiC器件在新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中的應用”主題報告。
他指出，欣銳科技從成立之初確定電力電子能量變換技術(shù)、數字化實(shí)時(shí)控制和網(wǎng)絡(luò )化監控三大核心技術(shù)，歷經(jīng)十六載鍛造的大功率電力電子能量變換技術(shù)、第三代半導體SiC應用技術(shù)和軟件定義產(chǎn)品技術(shù)三大核心技術(shù)已經(jīng)成為公司三個(gè)業(yè)務(wù)板塊共同的基石。碳化硅技術(shù)全球領(lǐng)先的Wolfspeed早在2013年就曾官宣與欣銳科技開(kāi)展深度合作。
吳壬華博士表示：“欣銳科技在過(guò)去十六年積累了非常豐富、百萬(wàn)輛級的，車(chē)規級的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)經(jīng)驗是無(wú)可替代的，再加上新一代半導體碳化硅的應用經(jīng)驗等等，這些全部結合在一起，逐漸得到國內、外車(chē)企的認可和接納。
公司服務(wù)于包含國產(chǎn)自主品牌主機廠(chǎng)、合資品牌主機廠(chǎng)、新勢力主機廠(chǎng)和外資主機廠(chǎng)客戶(hù)的中高端車(chē)型，主要客戶(hù)包括比亞迪、吉利、長(cháng)城、小鵬、本田等等均在內?！?br />
隨著(zhù)全球新能源汽車(chē)滲透率的不斷提升，2025年全球新能源汽車(chē)銷(xiāo)量有望達到1300萬(wàn)輛。僅以車(chē)載充電機為例，考慮乘用車(chē)OBC充電機單價(jià)，預計乘用車(chē)車(chē)載充電機OBC市場(chǎng)空間將增長(cháng)至250億元。車(chē)載電源的市場(chǎng)空間不可小覷。
來(lái)源：碳化硅芯觀(guān)察
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