為了提高補(bǔ)能效率,大功率快充成為各車企的研發(fā)重點(diǎn)。相較于400V架構(gòu),切換800V架構(gòu)能夠使充電時(shí)間減少一半。從400V增至 800V對連接器的可靠性、體積和電氣性能提出了更高要求,其在機(jī)械性能、電氣性能、環(huán)境性能三方面均將持續(xù)提升。升壓后,高壓連接器將重新選型,增加大功率快充接口及400V到800V的轉(zhuǎn)化接口,帶動高壓連接器單車價(jià)值量上升。要構(gòu)建800V高壓平臺,碳化硅功率器件是關(guān)鍵。作為一種寬禁帶半導(dǎo)體材料,碳化硅具有出色的耐高壓性能,并能有效提高系統(tǒng)的整體效率,達(dá)到5%至10%的增幅——即同等電池容量,配備碳化硅器件的汽車?yán)m(xù)航里程可提高5%到10%。此外,同等性能的碳化硅器件尺寸約為硅器件的1/10,因而它還能降低電驅(qū)系統(tǒng)的體積和重量,從而釋放更多車輛內(nèi)部空間。盡管 SiC MOSFET 本身成本較高,但會看到整個(gè)電機(jī)驅(qū)動器系統(tǒng)的價(jià)格下降(通過減少布線、無源元件、熱管理等),并且與 Si IGBT 系統(tǒng)相比總體上可能更便宜。這種成本節(jié)省可能需要在兩個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)之間進(jìn)行復(fù)雜的設(shè)計(jì)和成本研究分析,但可能會提高效率并節(jié)省成本。
基于 SiC 的逆變器使電壓高達(dá) 800 V 的電氣系統(tǒng)能夠顯著延長電動汽車?yán)m(xù)航里程并將充電時(shí)間縮短一半。在全球汽車電動化的浪潮下,汽車半導(dǎo)體領(lǐng)域的功率電子器件作為汽車電動化的核心部件,成為了車企和電機(jī)控制器Tire 1企業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)。車用功率模塊已從硅基IGBT為主的時(shí)代,開始逐步進(jìn)入以碳化硅MOSFET為核心的發(fā)展階段。在電機(jī)控制器中用碳化硅MOS替換硅基IGBT后,會獲得電機(jī)控制器的效率的提升,NEDC工況下,對電池續(xù)航的貢獻(xiàn)提升在3%-8%之間,所以電控應(yīng)用對碳化硅器件的需求z為迫切。同時(shí),在國內(nèi)新能源汽車市場大力推進(jìn)適應(yīng)高壓快充技術(shù)的高壓平臺上,硅基IGBT應(yīng)對起來就非常吃力,取而代之的是碳化硅MOS。這更加確定了碳化硅功率器件在下一代電控系統(tǒng)中的核心和不可替代性地位。目前新的設(shè)計(jì)SiC模塊的設(shè)計(jì)方向是結(jié)構(gòu)緊湊更緊湊,通過采用雙面銀燒結(jié)和銅線鍵合技術(shù),以及氮化硅高性能AMB陶瓷板、用于液冷型銅基PinFin板、多信號監(jiān)控的感應(yīng)端子(焊接、壓接兼容)設(shè)計(jì),努力往低損耗、高阻斷電壓、低導(dǎo)通電阻、高電流密度、高可靠性等方向努力。通過好的設(shè)計(jì)和先進(jìn)的工藝技術(shù)確保碳化硅MOSFET性能優(yōu)勢在設(shè)備中得到z大程度發(fā)揮。