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SiC是下一代電動車性能提升的關鍵

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科技產業資訊室 (iKnow) - Kyle 發表於 2021年3月22日

圖、SiC是下一代電動車性能提升的關鍵角色
 
隨著電動車成為主流後,無論是改善其動力傳動系統的尺寸和效率、可充電的速度以及充滿電可行駛的距離,SiC逆變器都扮演關鍵要素

逆變器主要是控制從一個或多個電池到馬達的電力輸入。除了將輸入的直流電轉換為交流電之外,逆變器還可以在駕駛需要時,控制提供給馬達的功率之可變性。隨著馬達的發展,從400伏特電氣系統發展到功能更廣泛的800伏特,逆變器起著至關重要的作用。

由於與高壓系統結對時,SiC逆變器具有許多顯著的優勢,因此愈來愈多的產業在採用逆變器時,都從矽轉向使用SiC。

專家指出,傳統的逆變器將能量從電池傳遞到馬達的效率約為97%至98%,而基於SiC的逆變器可以將其推向更高的水平至99%。儘管這僅是1%到2%的小幅增加,但整車的效益卻很明顯。換個角度想,與其他矽半導體相比,SiC具有更高的工作溫度,這意味著業者可以從中擠出更多的功率。

涵蓋SiC逆變器、齒輪箱和馬達等功率電子器件組成的模組,可設計成小型適應性強的電氣模組。這些模組可以根據不同電動車的功率需求,從一個單元擴展到四個單元。

SiC逆變器是這模組的最佳選擇,因為其可減小所有關鍵組件的尺寸。如果使用更高的電池電壓(例如:800伏特)且需要較少的電流,則還需要較小的電纜,這意味著成本會更低,車輛重量更輕,因而在車輛中組裝模組也更加容易。

一旦減輕重量和增加動力,則電動車的續航里程和效率可以提高約3%,這意味著行駛距離可增加了約10英哩。

現代汽車集團是第一家通過其新型電動全球模組化平台(E-GMP),並將800伏特系統商業化的汽車製造商之一。該公司於2021年2月在平台上發布了IONIQ 5。由於採用快速充電器,其休旅車可以在18分鐘內充飽其全功率的80%。SiC逆變器的附加效率也突顯了其價值。

歐盟的Drivemode專案,也正在研發包含SiC逆變器的模組。英國Loughborough大學的資深講師Thomas Steffen認為,未來將會看到愈來愈多的汽車製造商將其涵蓋SiC逆變器的模組應用於下一代電池電動車之上。

業界觀察家們預測,電動車將在十年中旬達到與內燃機汽車同等的價格,這意味著SiC逆變器的市場將在這一潮流中,成為關鍵的勝利者。(733字)


參考資料:
Silicon carbide (SiC) devices for the next-generation of electric vehicles. Youris.com, 2021/3/18 


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