ຂໍ້ໄດ້ປຽບຂອງ SiC ໃນອຸດສາຫະກໍາ EV

ເປັນວັດສະດຸ semiconductor ກວ້າງ (WBG),SiC'ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງພະລັງງານທີ່ກວ້າງກວ່າເຮັດໃຫ້ມັນມີຄຸນສົມບັດຄວາມຮ້ອນແລະເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ສູງກວ່າເມື່ອທຽບກັບ Si ແບບດັ້ງເດີມ. ຄຸນສົມບັດນີ້ເຮັດໃຫ້ອຸປະກອນພະລັງງານເຮັດວຽກຢູ່ໃນອຸນຫະພູມ, ຄວາມຖີ່ ແລະແຮງດັນທີ່ສູງຂຶ້ນ.

SiCປະສິດທິພາບພະລັງງານຂອງການນໍາໃຊ້ໃນຍານພາຫະນະໄຟຟ້າແລະຜະລິດຕະພັນເອເລັກໂຕຣນິກແລະໄຟຟ້າອື່ນໆສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນເນື່ອງມາຈາກວັດສະດຸຕົວມັນເອງ. ເມື່ອປຽບທຽບກັບ Si, SiC ມີລັກສະນະດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:

1. 10 ເທົ່າຂອງ dielectric breakdown ຄວາມເຂັ້ມແຂງພາກສະຫນາມ;

2. ຄວາມໄວການອີ່ມຕົວຂອງເອເລັກໂຕຣນິກ 2 ເທົ່າ;

3. ຊ່ອງຫວ່າງແຖບພະລັງງານ 3 ເທົ່າ;

4. ການນໍາຄວາມຮ້ອນສູງກວ່າ 3 ເທົ່າ;

ໃນສັ້ນ, ເປັນແຮງດັນການດໍາເນີນງານເພີ່ມຂຶ້ນ, ຂໍ້ດີຂອງSiCກາຍເປັນທີ່ຈະແຈ້ງກວ່າ. ເມື່ອປຽບທຽບກັບ Si, 1200V SiC switches ມີປະໂຫຍດຫຼາຍກ່ວາສະວິດ 600V. ລັກສະນະນີ້ໄດ້ນໍາໄປສູ່ການນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງຂອງອຸປະກອນສະຫຼັບພະລັງງານ SiC, ດັ່ງນັ້ນການປັບປຸງປະສິດທິພາບຂອງຍານພາຫະນະໄຟຟ້າ, ອຸປະກອນການສາກໄຟແລະໂຄງສ້າງພະລັງງານຂອງເຂົາເຈົ້າ, ເຮັດໃຫ້ SiC ເປັນທາງເລືອກທໍາອິດສໍາລັບຜູ້ຜະລິດລົດແລະຜູ້ສະຫນອງຊັ້ນທໍາອິດ.

ແຕ່ໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີແຮງດັນຕ່ໍາຂອງ 300V ແລະຕ່ໍາກວ່າ,SiCຂໍ້ໄດ້ປຽບຂອງແມ່ນຂ້ອນຂ້າງນ້ອຍ. ໃນ​ກໍ​ລະ​ນີ​ນີ້, semiconductor ແຖບກວ້າງອີກອັນຫນຶ່ງ, Gallium Nitride (GaN), ອາດຈະມີທ່າແຮງການນໍາໃຊ້ຫຼາຍກວ່າເກົ່າ.

ຂອບເຂດແລະປະສິດທິພາບ

ຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ ສຳ ຄັນຂອງSiCເມື່ອປຽບທຽບກັບ Si ແມ່ນປະສິດທິພາບຂອງລະບົບທີ່ສູງຂຶ້ນ, ເຊິ່ງແມ່ນເນື່ອງມາຈາກຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານທີ່ສູງຂຶ້ນຂອງ SiC, ການສູນເສຍພະລັງງານຕ່ໍາ, ຄວາມຖີ່ຂອງການເຮັດວຽກທີ່ສູງຂຶ້ນແລະອຸນຫະພູມການເຮັດວຽກທີ່ສູງຂຶ້ນ. ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າໄລຍະການຂັບຂີ່ທີ່ສູງຂຶ້ນໃນການສາກຄັ້ງດຽວ, ຂະໜາດແບັດເຕີຣີທີ່ນ້ອຍກວ່າ ແລະເວລາສາກໄຟເທິງເຄື່ອງ (OBC) ໄວກວ່າ.

ໃນໂລກຂອງຍານພາຫະນະໄຟຟ້າ, ຫນຶ່ງໃນໂອກາດທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດແມ່ນຢູ່ໃນ traction inverters ສໍາລັບ drivetrains ໄຟຟ້າທີ່ເປັນທາງເລືອກຂອງເຄື່ອງຈັກ gasoline. ເມື່ອກະແສໄຟຟ້າໂດຍກົງ (DC) ໄຫລເຂົ້າໄປໃນຕົວ inverter, ກະແສໄຟຟ້າສະຫຼັບປ່ຽນ (AC) ຊ່ວຍໃຫ້ມໍເຕີແລ່ນ, ພະລັງງານຂອງລໍ້ແລະອົງປະກອບເອເລັກໂຕຣນິກອື່ນໆ. ການປ່ຽນແທນເຕັກໂນໂລຢີ Si switch ທີ່ມີຢູ່ແລ້ວດ້ວຍຄວາມກ້າວຫນ້າຊິບ SiCຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍພະລັງງານໃນ inverter ແລະເຮັດໃຫ້ຍານພາຫະນະທີ່ຈະສະຫນອງຂອບເຂດເພີ່ມເຕີມ.

ດັ່ງນັ້ນ, SiC MOSFET ກາຍເປັນປັດໃຈການຄ້າທີ່ຫນ້າສົນໃຈເມື່ອຄຸນລັກສະນະຕ່າງໆເຊັ່ນ: ຮູບແບບ, ຂະຫນາດຂອງ inverter ຫຼືໂມດູນ DC-DC, ປະສິດທິພາບແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືກາຍເປັນສິ່ງທີ່ສໍາຄັນ. ວິສະວະກອນອອກແບບໃນປັດຈຸບັນມີການແກ້ໄຂພະລັງງານຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າ, ເບົາກວ່າ, ແລະປະສິດທິພາບຫຼາຍສໍາລັບການນໍາໃຊ້ທີ່ຫຼາກຫຼາຍ. ເອົາ Tesla ສໍາລັບການຍົກຕົວຢ່າງ. ໃນຂະນະທີ່ລົດໄຟຟ້າລຸ້ນກ່ອນຂອງບໍລິສັດໃຊ້ Si IGBT, ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງຕະຫຼາດລົດເກັງມາດຕະຖານໄດ້ກະຕຸ້ນໃຫ້ພວກເຂົາຮັບຮອງເອົາ SiC MOSFET ໃນຮູບແບບ 3, ອຸດສາຫະກໍາທໍາອິດ.

ພະລັງງານແມ່ນປັດໃຈສໍາຄັນ

SiCຄຸນສົມບັດຂອງວັດສະດຸເຮັດໃຫ້ມັນເປັນທາງເລືອກທໍາອິດສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ມີພະລັງງານສູງທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ, ກະແສໄຟຟ້າສູງແລະການນໍາຄວາມຮ້ອນສູງ. ເນື່ອງຈາກວ່າອຸປະກອນ SiC ສາມາດປະຕິບັດໄດ້ທີ່ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານທີ່ສູງຂຶ້ນ, ມັນສາມາດສ້າງປັດໃຈຮູບແບບຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າສໍາລັບລະບົບເອເລັກໂຕຣນິກແລະໄຟຟ້າຂອງຍານພາຫະນະໄຟຟ້າ. ອີງຕາມການ Goldman Sachs, ປະສິດທິພາບພິເສດຂອງ SiC ສາມາດຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຜະລິດແລະການເປັນເຈົ້າຂອງຍານພາຫະນະໄຟຟ້າເກືອບ 2,000 ໂດລາຕໍ່ຍານພາຫະນະ.

ດ້ວຍຄວາມອາດສາມາດຂອງແບດເຕີລີ່ບັນລຸເກືອບ 100kWh ໃນຍານພາຫະນະໄຟຟ້າບາງຊະນິດ, ແລະແຜນການສໍາລັບການເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງເພື່ອບັນລຸລະດັບທີ່ສູງຂຶ້ນ, ການຜະລິດໃນອະນາຄົດຄາດວ່າຈະອີງໃສ່ SiC ຫຼາຍສໍາລັບການເພີ່ມປະສິດທິພາບແລະຄວາມສາມາດໃນການຈັດການກັບພະລັງງານທີ່ສູງຂຶ້ນ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ສໍາລັບຍານພາຫະນະພະລັງງານຕ່ໍາເຊັ່ນ: ລົດໄຟຟ້າສອງປະຕູ, PHEV, ຫຼືຍານພາຫະນະໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ແສງສະຫວ່າງທີ່ໃຊ້ 20kWh ຫຼືຂະຫນາດຫມໍ້ໄຟຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າ, Si IGBT ແມ່ນການແກ້ໄຂທີ່ປະຫຍັດກວ່າ.

ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍພະລັງງານແລະການປ່ອຍອາຍພິດຄາບອນໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີແຮງດັນສູງ, ອຸດສາຫະກໍາກໍາລັງສົ່ງເສີມການນໍາໃຊ້ SiC ຫຼາຍກວ່າວັດສະດຸອື່ນໆ. ໃນຄວາມເປັນຈິງ, ຜູ້ໃຊ້ລົດໄຟຟ້າຫຼາຍຄົນໄດ້ປ່ຽນແທນການແກ້ໄຂ Si ຕົ້ນສະບັບຂອງພວກເຂົາດ້ວຍສະວິດ SiC ໃໝ່, ເຊິ່ງຊ່ວຍເພີ່ມຄວາມໄດ້ປຽບທີ່ຊັດເຈນຂອງເຕັກໂນໂລຢີ SiC ໃນລະດັບລະບົບ.