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800V的SiC功率電子技術將充電成為主流

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科技產業資訊室 - 友子 發表於 2023年3月8日
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圖﹑800V的SiC功率電子技術將充電成為主流
 
根據IDTechEx的預測,未來十年全球電動車功率電子的年複合成長率為 15%。雖然Si IGBT在中高功率元件領域(涵蓋EV功率電子產品)佔據主導地位20年,但它們正在讓位給新一代寬能隙材料:SiC和GaN。

近幾年包括新一代的半導體技術快速成熟推動高壓快速充電技術走向應用。原本的Si IGBT晶片已經達到了材料極限,由於SiC則具備耐高壓、耐高溫、高頻等優勢,已成為實現800V高壓快速充電的一個助力。

800V結合SiC MOSFET,可以帶來5-10%的效率提升,也可能會縮小昂貴電池的尺寸、節省成本或增加車輛的續航里程,從而創造競爭優勢。

然而,800V的採用在2022年遇到了一些阻礙。例如:Lucid Air是第一款900V量產電動車,其最初的目標是生產20,000輛,但在2022年只出售約7000輛。此外,保時捷的Taycan是在2020年至2021年期間在歐洲最暢銷的車型之一,因為持續零組件短缺和供應鏈挑戰的結果,銷售量在2022年有所下降。

另一方面,現代正在展示800V平台。在IONIQ 5和起亞EV6的流行推動下,該公司使用800V E-GMP平台的車型在韓國的銷售量成長了一倍多,達到每年約70,000輛。 這使800V電動車市場首次脫離豪華車市場,並進入主流電動車市場。為支持快速增長,現代汽車正在多元化其SiC供應合作夥伴關係,於2022 年與Onsemi和意法半導體簽署新協議,且增加與英飛凌和Vitesco當局的關係。

中國也向800V電動車前進,主要中國電動車製造商都制定了2022年的發展計劃,包括比亞迪、小鵬汽車、長城汽車、廣汽等。這些車輛很可能會使用SiC MOSFET,從而使SiC產業能夠進入全球最大的電動車市場,因為在中國的2022 年平均銷售出了超過650萬輛電動車。業內預估2023年,在中國的新能源車銷售量將達到800至1000萬輛,其中800V電動車將扮演關鍵性角色,所以有人甚至稱2023年將是中國800V電動車起飛元年。

此外,雖然1200V碳化矽MOSFET(在800V車輛平台中採用)將在優化駕駛循環效率(Drive Cycle Efficiency)方面發揮關鍵作用,但它仍然只是拼圖的一部分。其實,駕駛循環效率可以在許多方面得到改善,包含:從改進電池化學到太陽能車身、每輛車的高壓電纜的減少、600V SiC、改進的馬達設計等等。總之,汽車製造商的任務是努力不斷提高整體駕駛循環效率,以確保電池供應不會不足,因此邁向800V將是趨勢。(839個字;圖1)


參考資料:
800V EVs Charge into the Mainstream using SiC Power Electronics. IDTechEx, 2023/02/28.


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