用 Coherent 碳化硅制造的電力電子器件將會延長電動車續航里程、縮短充電時間并降低成本，幫助重振電動車市場。
電動車銷量陷入停滯，主要是因為電動車充電時間長，且購買價格高于傳統的燃油車，導致消費者對電動車產生了抵觸情緒。為了解決這些挑戰，電動車制造商開始改為使用800 V系統，因為這種系統具有幾個額外優勢。
然而，過渡到800 V系統不僅需要更高電壓的電池; 事實上，800 V 系統對電力電子器件的要求與目前的系統大不相同。因此，由于碳化硅 （SiC） 繞過了傳統技術面臨的障礙，因此該材料成為了高壓電力電子器件的半導體材料首選，取代了原有的硅材料。 我們來了解一下其中的原因和原理。
更高的電壓，更好的性能
為了提高電動車的能效及其對消費者的吸引力，汽車制造商聚焦 800 V 電氣系統。 這種電壓的提高不僅僅是技術的升級，更是一種變革性的電動車供電方法，大大優于當今主要使用的 400 V 系統。
800 V 技術的一大優勢是可顯著縮短充電時間。 這是因為隨著電壓增加，電力可更快注入汽車電池內。 這種功能不僅帶來了便利，而且是一次非常重要的進步，使得電動車對普通消費者來說更加實用。
此外，800 V 系統可提高電動車的整體能效。根據功率、電流和電阻這三者之間的關系（功率 = 電流 × 電壓，或者，功率 = 電流2 × 電阻），通過提高電壓和降低電流，可減少功率傳輸過程中以熱量形式損耗的能量。
通過降低電流，還可以使用更輕的汽車線束，這對于降低制造成本和減輕車重量有著重大影響。而減輕車重量又會延長續航里程。上述種種好處只是保時捷、奧迪、捷尼賽思、現代、起亞等眾多車制造商紛紛開始打造 800 V 電池組車的原因之一。
充分利用800 V技術
要在電動車中充分發揮 800 V 架構的優勢，需要一項關鍵創新。具體來說，必須升級電力電子器件，使其可在更高的電壓下以最佳狀態工作。
電力電子器件是指用于控制和轉換電力的系統。電動車的傳動系統使用高電壓。 通常，總線電壓與電池電壓相同——這里是指 800 V。
牽引逆變器（用于驅動電機和車輪）是高功率元件，功率高達數百千瓦。這些逆變器需要能夠傳輸大電流且耐受高電壓的高效開關。 對于 800 V 系統，電壓高達將近 2 kV。
電動車動力總成的主要元件。
在過去，這些功率開關通常是用硅制造的絕緣柵雙極晶體管 （IGBT）。然而，硅材質 IGBT 在高開關頻率下的性能并不佳，會出現效率損失，且無法在高于 1500 V 的電壓下運行。
碳化硅 （SiC） 是一種寬帶隙半導體，能夠解決這一難題。碳化硅金屬氧化物半導體場效晶體管 （MOSFET） 的特性優于硅基元件，例如，更高的溫度耐受性、更快的開關速度和更高的效率。對于 800 V 電動車系統的更高電壓需求，這種晶體管是近乎理想的選擇。
使用碳化硅基材料的800 V功率模塊熱管理
除了用作高功率開關，碳化硅還可直接解決電動車面臨的另一個最大挑戰，那就是熱管理。制成反應燒結硅/碳化硅復合材料的碳化硅可作為高耐熱半導體。這使碳化硅可以有效地排出這些功率開關所在的功率模塊中的熱。此外，碳化硅具有出色的熱膨脹特性，能夠在高溫、高強度和高強度重量比的情況下工作，因此是功率模塊基板材料的理想選擇。
總而言之，碳化硅元件（作為半導體功率開關和用于熱管理的復合材料）能夠高效地處理更高的電壓和電流，而且產生的熱量較少，因此是為 800 V 賦予的強大力量。所有這些元件共同起作用，可減少對笨重的大型冷卻系統的需求，從而進一步減輕車重量并降低復雜性。Coherent 通過自身全面的 SiC 晶圓和外延片大量生產能力、碳化硅基器件長期制造計劃以及用于熱管理解決方案的高容量沉積工藝來支援這種技術轉變。
除了電動車動力總成元件，Coherent 還參與尖端車技術的幾個其他方面。詳細了解我們如何幫助改進艙內感測、熱管理和車雷射雷達。
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