電壓800V平台崛起,將帶動SiC功率元件的需求
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即使電池續航力不斷提高,仍有很多車主對於續航焦慮使其猶豫不決何時可以購買電動車
。廠商正透過技術革新改善電池,目的都是在延長續航里程及縮短充電時間。
如今隨著電流提升到500A至600A,只要將電壓提升至800V,電動車即可輕鬆實現7分鐘充
電30%到80%,以實踐短時間充電上路的便捷。
從產業面來看,2021年開始,在汽車功率電子元件(變壓器、車載充電器、DC-DC轉換器
)向SiC MOSFET和800V以上的高壓系統轉換的步伐,正在加速中。
根據研究追蹤,從2019年保時捷的Taycan首推800V技術以來,短短兩三年時間,有愈來愈
多廠商體認到800V技術對於電動車的好處甚多。其中,賓士的EVA平台、通用的第三代純
電動平台、Jaguar Land Rover的電氣化平台都選擇了800V作為車輛的運行電壓。此外,
IDTechEx指出雷諾、比亞迪和現代都宣布了新的800V車輛平台,而且這些平台將在2025年
之前,都會將其功率電子設備全面採用SiC MOSFET。
由於往SiC與800V的轉變,使得產業對功率模組封裝材料產生了新的挑戰,因為其更需要
更高的開關頻率、增加功率密度以及增加運作溫度,且必須同時保持15年的使用壽命。
此外,隨著半導體晶片的功率密度在過去十年中呈指數級成長,新的雙面冷卻設計、銅線
黏著和引線框架已成為推動因素。其中,最關鍵的是,隨著接面溫度(Junction
Temperature)要求接近攝氏175至200度,傳統焊料的限制促使新型固晶材料的出現。
與傳統的錫基無鉛焊料相比,奈米銀燒結材料和銅燒結材料具有更高的熔點,並支持250
度以上的高溫,有助於最大限度地過渡到功率密集的碳化矽MOSFET。
雖然奈米銀燒結黏貼已經上市(例如:Alpha的Argomax),但高性能銅燒結材料即將出現
,日立、昭和電工和三井等公司展示了汽車產業的技術和/或處於認證階段。儘管功率元
件轉向SiC的過程中減少了整體晶片面積,但晶片和相應的晶片連接材料卻比它們所取代
的材料更昂貴,這就形成了挑戰。
因此,短期內,800V高壓的電動車勢必要比400V電壓車型還貴。一旦純電車續航里程的平
均水準都能夠超越400英哩之時,許多車主無需在三至五天之內充一次電的情況下,市場
對於800V的電動車需求暫時會停留在高階電動車。不過,隨著技術上與成本上都獲得改善
,到了2025年800V平台的電動車將有機會帶動更多SiC功率元件往前衝。
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推文 (27)
推
moboo
只要日韓系車廠衝800V的量,充電比加油快的時代來了
12/07 18:26
→
sxnz
瓶頸會變電池本身充電速度限制吧
12/07 18:33
推
getbacker
這麼大功率的充電 感覺有點恐怖 @.@
12/07 18:34
推
claymath
應該是想要高壓低電流吧
12/07 18:50
推
shimazu
光台電的線路就是個大問題了
12/07 19:41
→
electrospray
降低熱阻才是關鍵,雙面散熱、直冷、高效散熱器都是
12/07 19:57
→
electrospray
挑戰,母線電壓提高也衝擊了晶片耐壓可靠性
12/07 19:57
推
wayneshih
做的很GaN的GaN呢?
12/07 20:19
推
ISNAKEI
還有電池組散熱的問題
12/07 20:19
推
jokc7839
快速充電的問題應該在於散熱吧
12/07 20:59
推
reevesdeer
台電線路散熱晶體耐壓根本不算是問題還要講的頭頭是
12/07 21:43
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reevesdeer
道,還有講大功率恐怖...都不知道該說什麼了
12/07 21:43
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GiantChicken
GaN就算惹 SiC才是J葛時代功率半導體王者
12/07 21:45
噓
km612tw
笑死 光散熱器不知道要大幾倍
12/07 22:27
推
kastyshing
GaN最終只會被Si和SiC雙面夾殺,只有在旁邊喝湯的
12/07 22:39
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kastyshing
份
12/07 22:39
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electrospray
某樓是這個產業的嗎,人家在講MCU,你扯到台電去,
12/08 00:25
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electrospray
還真是不懂裝懂,耐壓是指晶片承受高偏壓時鈍化層承
12/08 00:25
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electrospray
受的可靠性能力
12/08 00:25
推
syen
台電高壓隨便都3300v 太陽能電壓開路現在都1500v的
12/08 11:09
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syen
系統了..800其實不高
12/08 11:09
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eric210
回樓上 要放在車子裡的 要降壓拿台電大電壓比喻不適
12/08 11:34
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eric210
合
12/08 11:34
推
sugoi5566
映象中火星塞超過1萬伏 我是沒在怕啦
12/08 23:49
推
syen
dc1500v降壓到48v再轉ac220 根本常見的東西 哪有啥
01/04 09:52
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syen
不能比喻 還是車子的用電不守物理 屬於平行宇宙的暗
01/04 09:52
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syen
物質
01/04 09:52