SiC-ren abantailak EV industrian

Banda zabaleko (WBG) material erdieroale gisa,SiC'Energia-desberdintasun handiagoak propietate termiko eta elektroniko handiagoak ematen dizkio Si tradizionalarekin alderatuta. Ezaugarri honi esker, potentzia-gailuak tenperatura, maiztasun eta tentsio altuagoetan funtzionatzea ahalbidetzen du.

SiCIbilgailu elektrikoen aplikazioetan eta beste produktu elektroniko eta elektriko batzuen eraginkortasun energetikoa materialari berari zor zaio neurri handi batean. Si-rekin alderatuta, SiC-k ezaugarri hauek ditu:

1. Matxura dielektrikoaren eremuaren indarra 10 aldiz;

2. 2 aldiz elektroien saturazio-abiadura;

3. 3 aldiz energia-banda hutsunea;

4. 3 aldiz eroankortasun termiko handiagoa;

Laburbilduz, funtzionamendu-tentsioa handitu ahala, abantailakSiCagerikoagoa bihurtu. Si-rekin alderatuta, 1200V SiC etengailuak 600V-ko etengailuak baino abantailatsuagoak dira. Ezaugarri honek SiC potentzia aldatzeko gailuen aplikazio zabala ekarri du, eta, ondorioz, ibilgailu elektrikoen eraginkortasuna, haien kargatzeko ekipamenduak eta energia azpiegiturak nabarmen hobetu du, SiC autoen fabrikatzaileen eta lehen mailako hornitzaileentzako lehen aukera bihurtuz.

Baina 300V eta beheragoko tentsio baxuko inguruneetan,SiCabantailak nahiko txikiak dira. Kasu honetan, banda zabaleko beste erdieroale batek, galio nitruroak (GaN), aplikazio potentzial handiagoa izan dezake.

Eremua eta eraginkortasuna

Funtsezko aldeaSiCSi-rekin alderatuta, bere sistema-mailako eraginkortasun handiagoa da, SiC-ren potentzia-dentsitate handiagoari, potentzia-galera txikiagoari, funtzionamendu-maiztasun handiagoari eta funtzionamendu-tenperatura handiagoari esker. Horrek esan nahi du gidatzeko autonomia handiagoa karga bakarrean, bateria-tamaina txikiagoak eta kargagailu barneko (OBC) kargatzeko denbora azkarragoak.

Ibilgailu elektrikoen munduan, aukera handienetako bat gasolinazko motorren alternatiba diren trakzio-inbertsoreetan datza. Korronte zuzena (DC) inbertsorera isurtzen denean, bihurtutako korronte alternoak (AC) motorra funtzionatzen laguntzen du, gurpilak eta beste osagai elektroniko batzuk elikatuz. Lehendik dagoen Si switch teknologia aurreratu batekin ordezkatzeaSiC txipakinbertsorean energia-galerak murrizten ditu eta ibilgailuek autonomia gehigarria eskaintzea ahalbidetzen du.

Hori dela eta, SiC MOSFET faktore komertzial sinesgarria bihurtzen da forma-faktorea, inbertsorearen edo DC-DC moduluaren tamaina, eraginkortasuna eta fidagarritasuna funtsezko kontu bihurtzen direnean. Diseinu ingeniariek energia-soluzio txikiagoak, arinagoak eta energetikoki eraginkorragoak dituzte amaierako hainbat aplikaziotarako. Hartu Tesla adibidez. Konpainiaren aurreko ibilgailu elektrikoen belaunaldiek Si IGBT erabiltzen zuten bitartean, sedan estandarraren merkatuaren gorakadak SiC MOSFET 3 ereduan hartzera bultzatu zituen, industria lehena.

Potentzia da funtsezko faktorea

SiCMaterialaren propietateek tenperatura altuak, korronte altuak eta eroankortasun termiko handiko potentzia handiko aplikazioetarako lehen aukera bihurtzen dute. SiC gailuek potentzia dentsitate handiagoetan funtziona dezaketenez, forma-faktore txikiagoak gaitu ditzakete ibilgailu elektrikoen sistema elektroniko eta elektrikoetarako. Goldman Sachsen arabera, SiC-ren eraginkortasun apartak ibilgailu elektrikoen fabrikazio eta jabetza kostuak ia 2.000 dolar murriztu ditzake ibilgailu bakoitzeko.

Ibilgailu elektriko batzuetan bateriaren edukiera ia 100 kWh-ra iristen denez, eta gama handiagoak lortzeko etengabeko igoerak egiteko asmoarekin, etorkizuneko belaunaldiek SiC-n konfiantza handia izango dutela espero da, bere eraginkortasun gehigarriagatik eta potentzia handiagoa maneiatzeko gaitasunagatik. Bestalde, potentzia baxuko ibilgailuentzat, hala nola bi ateko sarrerako ibilgailu elektrikoak, PHEV edo 20 kWh edo bateria txikiagoak erabiltzen dituzten ibilgailu elektriko arinetarako, Si IGBT irtenbide ekonomikoagoa da.

Goi-tentsioko funtzionamendu-inguruneetan potentzia-galerak eta karbono-isuriak minimizatzeko, industriak gero eta gehiago hobesten du SiC-aren erabilera beste materialen aldean. Izan ere, ibilgailu elektrikoen erabiltzaile askok beren jatorrizko Si soluzioak SiC etengailu berriekin ordezkatu dituzte, eta horrek gehiago balioztatzen ditu SiC teknologiak sistema mailan dituen abantailak.