不仅SiC,GaN逆变器也要迈向800V?
今(17)日,汽车动力总成技术公司hofer powertrain和高压汽车应用氮化镓(GaN)解决方案企业VisIC Technologies Ltd.宣布建立合作,共同开发用于800V汽车应用的基于GaN的逆变器。
在此之前,我们似乎更多看到的SiC+800V的“搭配”,而hofer powertrain和VisIC的此次合作,可以说是汽车行业800V电池系统氮化镓技术的一大突破。未来,不仅是SiC,GaN也将迈入800V“时代”。
Source:拍信网
2022年,800V爆发元年
随着时代的发展,电动汽车用户正追求更长的续航里程,这也推动者汽车行业走向800V高压平台。有业内人士表示,2022年或成为800V爆发元年。
今年的广州车展上,比亚迪e平台3.0、东风岚图、吉利SEA浩瀚架构、现代E-GMP、奔驰EVA等都选择800V高压平台。
在电动汽车中,逆变器是电力推进系统中最关键的部件之一。它不仅将储存在电池中的直流电转换为交流电,还能将制动过程中回收的交流电转换为直流电并进行储存。
目前,大多数电动汽车所使用的都是 400V 系统,大多数逆变器则采用硅 (Si) 作为半导体材料。而在800V甚至更高水平的平台上,Si已经达到了材料极限,而SiC和GaN因其耐高压、耐高温、高频的特性,可以应用在更高阶的高压功率元器件以及高频通讯元器件领域。
其中,以SiC为最,SiC+800V成为汽车行业的热门话题。据TrendForce集邦咨询最新报告《第三代半导体功率应用市场报告》预估,2025年全球电动车市场对6英寸SiC晶圆需求可达169万片。
而最近,氮化镓也奋起直追,应用GaN技术,可以提高效率和增加电动汽车行驶里程。VisIC一直致力研究GaN用于800V电源总线电动机逆变器,突破不断。
超越SiC!GaN的绝对优势在哪?
早在去年3月,VisIC就推出了基于D3GaN, 800V电源总线的100kW电机逆变器参考设计,可作为电动汽车、工业、光伏等其它逆变器应用的设计基础。
今日,公司在宣布了一向突破性进展:与汽车动力总成技术公司hofer powertrain建立合作关系,共同开发用于800V汽车应用的基于GaN的逆变器。
hofer powertrain表示,与目前使用绝缘栅双极型晶体管(IGBT)或碳化硅(SiC)芯片的二电平逆变器相比,三电平拓扑具有绝对优势。
由于降低了电机中的谐波损耗,逆变器三电平拓扑的特殊属性可改善相关参考形式循环(如全球统一轻型车辆排放测试规程(WLTP))下的整体系统能耗。此外,由于影响降噪的输出电流在总谐波失真上得到了更好的控制,因此可以改善整个电驱动单元的声振粗糙度(NVH)。
GaN是提高效率和增加电动汽车行驶里程的关键,该技术大大提升了切换速度,支持尺寸更小、重量更轻的封装,从而降低了总系统成本。
小结
电动化,是汽车发明百年以来最深刻的变革之一。
电动化浪潮势不可挡,这给SiC和GaN带来了极大的机遇,全球汽车行业正将数十亿美元投向SiC和GaN,新材料“上车”成为了当下的主流。挑战也很明显,新材料的应用尚未成熟,成本也较高。但随着技术和成本的改善,SiC和GaN未来可期。(文:化合物半导体市场 Amber)
峰会回看