德國零部件制造商采埃孚宣布，使用碳化硅的大功率模塊計劃在3到4年內批量生產(chǎn)。
近日，采埃孚研發(fā)了一套電驅動器裝置，包括新開發(fā)的變速器和大功率模塊，和250KW的電機。這套電驅動系統(tǒng)是采埃孚為FIA Formula E系列的法國電動賽車制造商Venturi團隊研發(fā)。
采埃孚在該套電驅動系統(tǒng)的大功率模塊中首次使用碳化硅，使得其電驅動系統(tǒng)比目前已經(jīng)批量應用的電驅動具備更高的能量轉換效率。碳化硅（SIC）芯片組的設計比目前的常用芯片薄十倍，因此產(chǎn)生較低的內阻，進而提高了電池效率和范圍。
采埃孚E-Mobility負責人J?rg Grotendorst宣布，使用碳化硅的大功率模塊計劃在大約3到4年內用于批量生產(chǎn)。采埃孚這一技術無疑是超前的。
目前，市場上用的驅動系統(tǒng)和充電系統(tǒng)的核心功能器件IGBT，一般以Si(硅)等為主要材料，第一代、第二代功率半導體材料是硅(si)和砷化鎵(GaAs)，并已經(jīng)實現(xiàn)廣泛應用。但以SI等為材料的IGBT電壓范圍是600-6500V之間，隨著電壓、溫度、頻率、功率等指標的大幅提高，傳統(tǒng)SI材料IGBT已經(jīng)無法勝任。
而以SiC 大功率模塊為代表的碳化硅器件被認為是未來新能源汽車電驅動系統(tǒng)發(fā)展的關鍵技術，也是實現(xiàn)高溫、高效、高速運行的重要途徑。
中國電動汽車百人會執(zhí)行副理事長歐陽明高院士在2018年百人會上談到驅動電機未來方向時，更是直言“2025年碳化硅將全面取代IGBT。”
以碳化硅(SiC)等為代表的第三代半導體材料，具有禁帶寬度大、擊穿電場高、熱導率高、開關損耗小、頻率高、功率大等優(yōu)勢，是同等硅器件耐壓的10倍，能夠減低系統(tǒng)尺寸和運行成本。
此外，碳化硅具有在高頻率時損耗低的優(yōu)勢，能將車輛的效率再提高10%左右，這還意味著續(xù)航里程可以得到同樣的提升，電池成本有可能大幅下降。
不過，碳化硅大功率模塊目前由于技術和工藝相對滯后，并且價格較高昂，成本比傳統(tǒng)硅材料高5-6倍，面臨著熱平衡挑戰(zhàn)等難題，目前應用較少，大部門企業(yè)都停留在斥資布局階段。
而采埃孚的碳化硅功率模塊若能在2022年-2023年大規(guī)模量產(chǎn)，必將給產(chǎn)業(yè)帶來較大的沖擊。
此外，采埃孚還將電驅動系統(tǒng)高效率與減輕重量相結合。如在大功率模塊中使用碳，針對變速器殼體采埃孚則使用了輕質金屬合金，與傳統(tǒng)材料相比，這兩種材料都顯著減輕了重量。工程師不得不在冷卻和潤滑方面取得新的突破，以實現(xiàn)高效傳動比的減重。干式油底殼潤滑提高了減速齒輪的能量轉換效率。
