仅需3颗碳化硅，逆变器效率超99.3%，EV续航增加12%！

第三代半导体风向 · 2021-04-22

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昨天，一家美国企业发布了一份令人振奋的性能数据——仅用3颗低成本SiC MOSFET+软开关设计，就可以将新能源汽车逆变器效率提升至99.3%，续航增加12%，碳化硅的市场渗透速度有望加快。

此外，“三代半风向”还发现三菱、博世等多家企业的碳化硅逆变器都实现了超高效率，而最近有一家企业甚至可以把逆变器效率提升至99.5%，而且已经通过了电动赛车的测试认证。

3颗碳化硅+软开关

逆变器更便宜、更高效

4月20日，Pre-Switch公司发布了一份产品性能数据，值得注意的是，在100kHz时，其200kW的CleanWave200评估型逆变器的效率超过99.3％，更为重要的是，每个开关位置仅使用3颗分立的低成本35mΩ SiC MOSFET。

该公司认为，这将彻底改变电动汽车（EV）和可再生能源的设计。

该公司CEO Bruce Renouard透露，他们已经将CleanWave200评估系统交付给世界各地的客户，通常客户将这种软开关技术与传统的MOSFET配合使用，也可以获得性能提升，但是其他方法无法以如此低成本的SIC MOSFET在100kHz时达到接近99.3％的效率。”

据介绍，采用该公司的Pre-Switch AI技术，客户能够从有损、昂贵的硬开关方案，过渡到高效的软开关设计，开关频率可以提高10倍，产生几乎纯正弦波的输出。在Pre-Switch AI算法中，系统温度的变化、设备性能下降、输入电压变化和突然的电流摆幅都得到了考虑和优化。

“使用Pre-Switch技术的开关损耗实际上为零，” Renouard说，“如果我们对此加以考虑，采用Pre-Switch技术的EV可以提高逆变器效率，产生纯正弦波输出，从而在人们驾驶的低扭矩情况下显着提高电机效率”。他认为，这将使续航里程再增加12％。

小鹏、三菱、博世：续航提升6-10%：

Mareli:赛车逆变器效率高达99.5%

自从特斯拉率先采用碳化硅技术后，许多厂商都迅速跟进，最近，现代汽车甚至表示将有11款车采用800V碳化硅逆变器（.点这里.）

根据三菱电机的研究，SiC的功率损耗较IGBT下降了87%。结合功率半导体在整车中的能量损耗占比数据可以得出，仅仅是将IGBT替换为SiC，就可提高整车续航里程10%左右。

去年，小鹏汽车动力总成中心IPU硬件高级专家陈宏曾表示，采用碳化硅技术后，电机逆变器效率能够提升约4%，整车续航里程将增加约7%。

而2020年10月，博世表示，其碳化硅功率器件可将电动汽车和混合动力汽车的续航里程增加6%。

效率提升还可以更高——

今年3月9日，Marelli推出了用于电动赛车的SiC功率模块，声称与相同额定值的硅基设计相比，该技术可实现高达99.5％的转换效率，重量和尺寸减少50％，散热量提高50％。

据介绍，该模块被称为EDI（增强型直接冷却逆变器），由Marelli 与弗劳恩霍夫可靠性与微集成研究所共同开发。EDI主要基于碳化硅（SiC）技术，并使用了一种新的直接冷却解决方案。由于采用了新的无底板解决方案，该模块的结构设计降低了SiC组件与液体冷却剂之间的热阻。

Marelli说，EDI电源模块已经成功地通过了一系列赛车任务配置文件的可靠性鉴定测试，以评估设计在经受热循环、切换测试和压力循环后的耐用性。