IGBT ที่ใช้ SIC และซิลิคอนมีประสิทธิภาพแตกต่างกันมากน้อยเพียงใด

ช่วงนี้พาวเวอร์อิเล็กทรอนิกส์กำลังได้รับความนิยมอย่างมาก ที่นี่ ผมจะเรียงลำดับมุมมองของวัสดุต่างๆ

ปี 2022 ถือเป็นปีที่สำคัญมากสำหรับการใช้ซิลิคอนคาร์ไบด์ในประเทศจีน สาเหตุหลักมาจากระบบ 800V ในปัจจุบันทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงมากมายอะไรคือความแตกต่างจากระดับต่างๆ? ฉันต้องการพูดคุยกับคุณเกี่ยวกับวัสดุหวี

ก่อนอื่นเรามาพูดถึง IGBT กันก่อน จริงๆ แล้ว ในด้านยานยนต์ไฟฟ้า เราขอขอบคุณ Infineon เป็นพิเศษ ก่อนที่บริษัทรถยนต์ยุโรปจะเข้ามา นิสสัน ฮอนด้า และโตโยต้า ต่างพัฒนาอินเวอร์เตอร์โดยใช้เทคโนโลยีของตนเอง และนำเทคโนโลยีการระบายความร้อนและการทำงานซ้ำของ IGBT มาเป็นแกนหลัก ก่อนที่ Tesla จะเปิดตัว SIC ก็ใช้ IGBT แบบหลอดเดียวสำหรับไดรฟ์กำลังสูงเช่นกัน หลังจากที่ Infineon ผลิต IGBT พร้อมแพ็คเกจมาตรฐาน 6in1 ความยากในการพัฒนาอินเวอร์เตอร์ก็ลดลงอย่างมาก

▲รูปที่ 1. การใช้งาน 1.IGBT หลายประการ

ในการออกแบบอินเวอร์เตอร์กำลังสูง วิศวกรของ Tesla ได้ใช้การเชื่อมต่อแบบขนานแบบท่อเดี่ยวแบบแยก เทคโนโลยีการกระจายความร้อนและความเย็นแบบท่อเดียวในตัว และเทคโนโลยีบัสเคลือบกำลัง ซึ่งเพิ่มพลังของอุปกรณ์นี้ แต่กระบวนการประกอบนั้น ค่อนข้างซับซ้อน

▲รูปที่ 2 การออกแบบ IGBT แบบหลอดเดียวของ Tesla

ดังนั้นในการวนซ้ำ Tesla เป็นบริษัทแรกที่ทำซ้ำโดยตรงใน SiC ในผลิตภัณฑ์ 400V ตามข้อมูลอ้างอิงที่กำหนดโดย Cree ดังแสดงในรูปต่อไปนี้:

กำลังและประสิทธิภาพ:

▲รูปที่ 3 หากเปรียบเทียบ SiC และ IGBT ตามกำลังและความหนาแน่นกระแสไฟฟ้า

แน่นอนว่า เมื่อพิจารณาจากประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์แล้ว เกณฑ์มาตรฐานจะขึ้นอยู่กับข้อกำหนดพารามิเตอร์เป็นหลัก:

▲1. การเปรียบเทียบพารามิเตอร์ของมอเตอร์ อินเวอร์เตอร์ และยานพาหนะ

กล่าวคือ ประสิทธิภาพที่มาจาก 400VSiC จะถูกไล่ตามโดยยานพาหนะรุ่นต่อๆ ไป และรถอย่าง Lucid Air ก็สามารถวิ่งได้สูงกว่า Mile/kWh กล่าวคือ ประสิทธิภาพที่มาจาก 400VSiC จะถูกตามทันโดยหลายๆ คน ยานพาหนะรุ่นต่อๆ ไป และรถยนต์อย่าง Lucid Air ก็สามารถบรรลุไมล์/kWh ที่สูงขึ้นได้เช่นกัน

▲รูปที่ 4 ภาพรวมประสิทธิภาพการใช้พลังงานของยานพาหนะทั้งหมดตามเวลา

รูปภาพต่อไปนี้แสดงคุณลักษณะไดนามิก เมื่อเปรียบเทียบกับประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์ภายใต้ UDDS และ HWFET ยังคงมีความแตกต่างแบบไดนามิกจากตรงนี้ ซึ่งอยู่ระหว่าง 4% ถึง 7%

หมายเหตุ: ข้อมูลนี้จัดทำโดย FEV และใช้ข้อมูลนามธรรมในการเปรียบเทียบ

▲รูปที่ 5 ความแตกต่างของประสิทธิภาพระหว่าง 5.SiC และ IGBT ที่ใช้ซิลิกอน

กล่าวคือ,ระดับการจำลองสามารถเปรียบเทียบได้กับการทดสอบจริง และมีความแตกต่างในด้านประสิทธิภาพอย่างมาก.

▲รูปที่ 6 เปรียบเทียบ 6.SiC Ford

ในแง่นี้ 2% อยู่ที่ระดับการชาร์จ 6% อยู่ที่ระดับการทำงาน และความแตกต่างด้านประสิทธิภาพระหว่างทั้งสองระบบคือ 8% ซึ่งหมายความว่าสำหรับแบตเตอรี่ขนาดใหญ่เท่ากัน โดยเฉพาะแบตเตอรี่ชาร์จเร็วขนาด 100-120kWh ตามประสิทธิภาพ 8% รายได้สุทธิของแบตเตอรี่สามารถถ่วงน้ำหนักได้ 8-10kWh; ตาม 0.8 หยวน /Wh ค่าที่สอดคล้องกันคือประมาณ 6,400-8,000 หยวน

ในระยะยาว ไม่เพียงแต่จะได้รับประโยชน์ด้านต้นทุนเท่านั้น แต่ยังจำเป็นต้องมีการรองรับ SiC สำหรับแบตเตอรี่ความจุสูงเพื่อให้มีความทนทานและประสิทธิภาพสูงอีกด้วย

▲รูปที่ 7 ความแตกต่างของประสิทธิภาพของซิลิคอนคาร์ไบด์

ข้อจำกัดความรับผิดชอบ: บทความนี้คัดลอกมาจาก "การออกแบบระบบอิเล็กทรอนิกส์สำหรับยานยนต์" บทความนี้นำเสนอเฉพาะมุมมองส่วนตัวของผู้เขียน และไม่ได้เป็นตัวแทนมุมมองของ Sacco Micro และอุตสาหกรรม มีไว้สำหรับการพิมพ์ซ้ำและแบ่งปันเพื่อสนับสนุนการคุ้มครองสิทธิในทรัพย์สินทางปัญญาเท่านั้น โปรดระบุแหล่งที่มาต้นฉบับและผู้แต่งเมื่อพิมพ์ซ้ำ หากมีการละเมิดใด ๆ โปรดติดต่อเราเพื่อลบออก

โทรศัพท์บริษัท: +86-0755-83044319
แฟกซ์/แฟกซ์:+86-0755-83975897
อีเมล์: 1615456225@qq.com
QQ: 332496225 ผู้จัดการชิว
ที่อยู่: ห้อง 809 บล็อก C อาคารเทคโนโลยี Zhantao เลขที่ 1079 Minzhi Avenue เขตหลงหัวใหม่ เซินเจิ้น