Dans quelle mesure les SIC et les IGBT à base de silicium ont-ils une efficacité différente ?

Récemment, l'électronique de puissance est très populaire. Ici, je vais trier quelques points de vue sur plusieurs matériaux.

2022 est une année très importante pour l’utilisation du carbure de silicium en Chine, principalement parce que le système 800 V actuel a apporté de nombreux changements.Quelles sont les différences selon les niveaux ? Je souhaite en discuter avec vous en fonction des matériaux de peignage.

Tout d'abord, parlons des IGBT. Dans le domaine des véhicules électriques, nous tenons à remercier tout particulièrement Infineon. Avant l'arrivée des constructeurs automobiles européens, Nissan, Honda et Toyota ont tous développé des onduleurs basés sur leurs propres technologies, en s'appuyant sur le refroidissement et la technologie itérative des IGBT. Avant l'introduction du SIC, Tesla utilisait également des IGBT monotubes pour la commande haute puissance. Après qu'Infineon ait développé des IGBT en boîtier standard 6 en 1, la difficulté de développement des onduleurs a été considérablement réduite.

▲Figure 1. Plusieurs utilisations de 1.IGBT

Dans la conception de l'onduleur haute puissance, les ingénieurs de Tesla ont adopté une connexion parallèle discrète à tube unique, une technologie intégrée de dissipation thermique et de refroidissement à tube unique et une technologie de bus laminé de puissance, ce qui a augmenté la puissance de cet appareil, mais le processus d'assemblage a été assez compliqué.

▲Figure 2. Conception d'un transistor bipolaire à tube unique Tesla

Ainsi, dans l’itération, Tesla a été le premier à utiliser directement le SiC dans des produits 400 V. Selon la référence des données fournies par les Cris, comme le montre la figure suivante :

Puissance et efficacité :

▲Fig. 3. si SiC et IGBT sont comparés en fonction de la densité de puissance et de courant

Bien entendu, à en juger par l’efficacité de l’onduleur lui-même, le benchmark est principalement basé sur les spécifications des paramètres :

▲1. Comparaison des paramètres du moteur, du variateur et du véhicule

C'est-à-dire que l'efficacité apportée par 400VSiC sera rattrapée par de nombreux véhicules ultérieurs, et une voiture comme Lucid Air peut également atteindre un kilomètre/kWh plus élevé. C'est-à-dire que l'efficacité apportée par 400VSiC sera rattrapée par de nombreux véhicules ultérieurs. les véhicules suivants, et une voiture comme Lucid Air, peuvent également atteindre un kilométrage/kWh plus élevé.

▲Figure 4. Aperçu de l'efficacité énergétique de l'ensemble du véhicule en fonction du temps

La figure suivante montre les caractéristiques dynamiques. Par rapport à l'efficacité de l'onduleur sous UDDS et HWFET, il existe encore une différence dynamique par rapport à ici, allant de 4 % à 7 %.

Remarques : Ces données sont générées par FEV et les données abstraites sont utilisées à des fins de comparaison.

▲Figure 5. Différence d'efficacité entre les IGBT 5.SiC et à base de silicium

C'est-à-dire,Le niveau de simulation peut être comparé au test réel, et il y a effectivement une grande différence d'efficacité..

▲Figure 6. Comparaison du 6.SiC Ford

En ce sens, 2 % sont au niveau de charge, 6 % sont au niveau de fonctionnement et la différence d'efficacité entre les deux systèmes est de 8 % - cela signifie que pour la même grande batterie, en particulier la batterie à charge rapide de 100 à 120 kWh. , selon l'efficacité de 8 %, le revenu net de la batterie peut être pondéré entre 8 et 10 kWh ; Selon 0.8 yuan/Wh, la valeur correspondante est d'environ 6,400 8,000 à XNUMX XNUMX yuans.

À long terme, ce n'est pas seulement l'avantage en termes de coûts, mais le support du SiC est également nécessaire pour que les batteries de grande capacité atteignent une endurance et un rendement élevés.

▲Figure 7. Différence d'efficacité du carbure de silicium

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