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弗迪動力、特斯拉、臻驅科技、北汽、陽光電源、聯電等的SiC電控

第一電動大牛作者 NE時代 2021-02-03 10:41

新能源汽車能源轉換應用中，功率器件的話題越來越熱。不少車企和零部件供應商都在尋求能夠使電驅系統效率提升的最佳材料。碳化硅（SiC）就是近年來格外受重視的功率半導體材料。

SiC秉承著材料屬性的優勢，對比硅（Si）基半導體更低的損耗，更高的耐溫。當它用于逆變器時，可為應用系統帶來更高效、更高功率密度、更小型、更耐壓的好處。這些正是新能源車企在提升電驅系統時的研究著力點。

那么都有哪些車企或零部件供應商已經量產或測試過SiC電控，效果如何？本文對此進行了簡單的盤點。因資料有限，作者無法一一列明全部，希望能夠得到諸位的補充。

特斯拉 Model 3 SiC電控

Model 3的電機從原先的感應電機變為嵌入式永磁同步電機，冷卻方式也從水冷變為油冷，以縮小尺寸、提高效率。逆變器通過采用SiC (碳化硅)的新電源模塊實現小型化。

整個功率模塊單元由單管模塊組成，采用標準6開關逆變器拓撲，每個開關由4顆單管模塊組成，共24 顆單管模塊，器件耐壓為650V。

APC為ST開發了應用于Model 3 中的功率SiC MOSFET模塊封裝。APC是Boschman于成立于2010年左右組建的一家公司，早期階段專注于封裝開發以及樣品設計業務。

北汽SiC電控隨實車試驗

2020年8月搭載第三代半導體SiC電機控制器的北汽新能源實車，在吐魯番即將完成夏季高溫試驗，并在后續開展里程可靠性試驗和冬季高寒可靠性試驗，將SiC材料控制器在極端環境下的可靠性進一步的驗證。后續，北汽新能源還會開展里程可靠性試驗和冬季高寒可靠性試驗。

目前，北汽新能源開發的SiC控制器開關頻率已從最初的10kHz提升到25kHz，控制器功率達到220kW以上功率等級，在量產產品邊界下，控制器達到了43kW/L以上的功率密度，最高效率從98.5%提升到99.2%。在整車技術上，僅搭載SiC控制器一項措施優化，整車NEDC效率就提升3個百分點。

陽光電源單管并聯SiC電控

陽光電源2020年5月宣布，其自主研發的車用全SiC電機控制器成功裝車試運行。該款電控是基于分立器件并聯技術而開發。據官方的信息，該款控制器與采用Si器件的電控相比，具有更低損耗、更高效率、更好的控制性能及更優異的NVH特性等優勢，最高效率達99.4%，在功能安全方面達到ASIL-C等級。

新博格華納采用碳化硅的Viper電源開關

新博格華納收購的德爾福科技將推出基于SiC芯片的逆變器。其核心是Viper電源開關，集成度高，且采用了獨特的雙面水冷封裝。這些特性使SiC逆變器重量輕40%，緊湊性提升30%。雙面冷卻封裝技術可以兼容Si基及SiC（碳化硅）這兩種功率半導體，可以實現在不改變逆變器外部機械尺寸的前提下提供SiC MOSFET和Si基IGBT兩種選擇，讓主機廠可以根據市場需求靈活調整產量分配。