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博世半导体

电动汽车的“心脏”:汽车应用中的碳化硅半导体

凭借碳化硅引领行业提升电动汽车性能

Applications of SiC in EV

随着全球向电动汽车的转型加速,电力电子技术的创新正成为电动汽车行业成功的关键推动力。其中,在汽车应用中广泛采用碳化硅(SiC)技术正引领变革的潮流。凭借卓越的材料特性,碳化硅正迅速成为功率电子领域的核心材料,在多个方面优于传统硅。从逆变器到车载充电器,基于碳化硅的半导体不断优化性能,提高电动汽车的续航里程。碳化硅正逐步成为汽车行业不可或缺的关键技术,越来越多的组件正在利用其独特优势。

碳化硅在电动汽车中应用于何处?

碳化硅在电动汽车中的应用主要集中在功率电子领域,特别是逆变器、DC/DC 转换器和车载充电器。在不同的汽车组件中,碳化硅半导体的优势各不相同。在电动汽车中,SiC主要用于提升功率电子系统的性能。其中,基于SiC的逆变器具备更高的能效和更优的性能。由于其高开关速度和低能量损耗的特性,SiC在高性能电动汽车(尤其是采用800V电池系统的车型)中表现尤为突出。此外,SiC逆变器能够降低功率损耗,减少发热量,从而简化冷却系统的设计,使系统更加紧凑,有助于提升整车的空间利用率和整体效率。

Inverters with silicon carbide semiconductors show their advantages particularly in the high-voltage range.
采用碳化硅半导体的逆变器在高压领域展现出显著优势。

碳化硅还用于 DC/DC 转换器和车载充电器,这两者在电动汽车的高效能源管理中至关重要。与传统硅基器件相比,SiC 技术使这些组件更加小型化、轻量化,并提高了效率。

SiC的一大优势在于其能够在更高的开关频率下运行。这不仅提升了能效,还改善了热稳定性,使转换器和充电器能够在高负荷运行条件下保持可靠性。对于整车厂而言,这意味着更高的设计灵活性,SiC组件能够节省空间、减轻重量,使整车设计更加紧凑,同时保证功率性能。通过降低功率损耗和提高能量转换效率,SiC还能帮助提升电动汽车的续航里程,这对电动汽车的普及至关重要。

Silicon carbide power semiconductor chip
小芯片,大影响:碳化硅半导体在许多应用中相比传统半导体具有明显优势。

碳化硅的应用范围正不断拓展

SiC已成为高性能电动汽车的重要组成部分,其应用正在迅速扩展到电动汽车生态系统的其他领域。凭借高功率密度和耐高温特性,碳化硅非常适合用于除逆变器和转换器之外的电动出行应用。随着电动汽车行业的不断发展,预计碳化硅将在各种车辆组件中得到更广泛的应用,例如支持热管理系统或先进的电池解决方案。其耐用性和热抗性使其在更为苛刻的环境中表现出色,确保在长时间使用过程中保持可靠的性能。

SiC manufacturing
博世将在未来几年内系统地扩展其碳化硅芯片的生产能力。

碳化硅在电动汽车行业的重要性不容忽视。凭借其提升功率效率、延长续航里程以及支持紧凑设计的能力,碳化硅技术正在改变我们对电动出行的看法。随着生产规模的扩大和成本的降低,碳化硅半导体在汽车应用中的使用将变得越来越普遍,帮助电动汽车变得更加高效、可靠,并且能为更广泛的市场所接受。