最近功率電子比較熱門，我這邊把幾份材料的一些觀點(diǎn)梳理一下。

2022年是中國碳化硅使用的很重要的一個(gè)年份，主要是目前800V系統(tǒng)帶來了很多變化，具體從各個(gè)層面到底有哪些差異，我想根據(jù)梳理材料來和大家探討。

我們首先來說IGBT，其實(shí)在電動(dòng)汽車領(lǐng)域特別要感謝英飛凌，在歐洲汽車企業(yè)沒進(jìn)來之前，日產(chǎn)、本田和豐田都是圍繞自己的技術(shù)開發(fā)逆變器，而且把IGBT的冷卻和迭代技術(shù)作為核心；特斯拉在導(dǎo)入SIC以前，也是使用單管IGBT來做大功率驅(qū)動(dòng)，在英飛凌做了標(biāo)準(zhǔn)封裝6in1的IGBT以后，極大降低了逆變器的開發(fā)難度。

▲圖1.IGBT的幾種用法

在面向大功率的逆變器設(shè)計(jì)中，特斯拉的工程師采用了分立式單管并聯(lián)、內(nèi)置單管散熱和冷卻技術(shù)和功率疊層母排技術(shù)，使得這玩意功率提高了，但是組裝工藝相當(dāng)復(fù)雜。

▲圖2.特斯拉單管IGBT的設(shè)計(jì)

所以在迭代中，特斯拉是[敏感詞]個(gè)在400V的產(chǎn)品里直接迭代成了SiC。按照Cree給出來的數(shù)據(jù)參考，如下圖所示：

功率密度和效率：

▲圖3.如果把SiC和IGBT按功率和電流密度來比較

當(dāng)然從逆變器本身的效能來看，主要根據(jù)參數(shù)規(guī)格來對(duì)標(biāo)：

▲表1.電機(jī)、逆變器和整車參數(shù)的對(duì)比

也就是說400VSiC帶來的效能，后續(xù)很多的車輛才趕上，類似Lucid Air這種車也能實(shí)現(xiàn)較高的Mile/kWh。

▲圖4.整車的能效按照時(shí)間概覽

下圖是動(dòng)態(tài)特性，在跑UDDS和HWFET兩種不同工況的狀態(tài)下，逆變器效率的對(duì)比，從這里看還是有一個(gè)動(dòng)態(tài)的差異，從4%-7%的差別。

備注：這個(gè)數(shù)據(jù)是FEV來做的，使用了抽象化的數(shù)據(jù)來進(jìn)行對(duì)比。

▲圖5.SiC和硅基IGBT的效率差異

也就是說，在仿真層面和實(shí)際測試是能對(duì)照，確實(shí)存在很大的效率差異。

▲圖6.SiC福特的對(duì)比

從這個(gè)意義上來說，2%在充電層面，6%在運(yùn)行層面，兩個(gè)系統(tǒng)效率差異在8%——這對(duì)于同等大電池，特別是100-120kWh的快充電池，按照8%的效能來算，可以加權(quán)得到8-10kWh的電池凈收益；如果按照0.8元/Wh，對(duì)應(yīng)大概在6400-8000元。

長遠(yuǎn)來說，不光是成本的收益，大容量電池想要達(dá)到高續(xù)航和高效能，必然首先需要SiC的支撐。

▲圖7.碳化硅的效率差異

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