罗姆SiC上的“飞驰人生”

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最顶尖技术的竞技场
 
作为全球首创的电动方程式赛事,Formula E作为“电动汽车的F1”自诞生之日起,就广受观众的喜爱。
 
可以说,这一赛事不仅仅是当前电动汽车研发的主要试验场,也是电动汽车领先科技的领航员,而在众多科技之中,作为Formula E的取胜关键,“电源管理”也经历了数次变革。
 
据Formula E[r1] 的官方技术合作伙伴罗姆介绍,将直流转换成交流的逆变器,与电机组合可精确的控制赛车的转速,是当前支持EV和HEV的核心技术之一。
 
而如何有效的进行功率转换,提供更好的逆变器,在Formula E这个尖端技术的竞技场,SiC功率器件也随之脱颖而出。
 
文图瑞Formula E车队从第三赛季开始采用罗姆提供的SiC肖特基势垒二极管(SBD),从第四赛季起开始采用其提供的SiC SBD和SiC MOSFET组合的“全SiC功率模块”。
 
可以说,“全SiC功率模块”的采用,不仅仅减少了赛车的能耗,也极大的减少了逆变器的尺寸和重量,实现了小型轻量化,大大提高了赛车的性能。
 
据了解,采用了罗姆的“全SiC功率模块”之后,文图瑞Formula E车队配备的逆变器与第二赛季相比,尺寸缩小了43%,重量减轻6kg。与第三赛季相比,尺寸减小了30%,重量减轻4kg。
 
正如第五赛季刚刚加入文图瑞Formula E车队的前F1冠军菲利普·马萨所说:“Formula E最吸引我的地方是它不仅仅是赛道上的竞争,同时也是技术开发商追求最高效率的大比拼。我们相信我们找到了最完美的技术合作伙伴,罗姆是SiC功率元器件解决方案的领先公司。”
 
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SiC功率器件将解决两大难题
 
对于如今的电动汽车而言,除了电池和电机之外,逆变器已经成为产业发展的决定因素,因为逆变器负担着控制来自电池的电力并传送至电机的重要作用。
 
在罗姆看来,逆变器面临着两大难题:高效化和小型化。逆变器只有攻克这两个重大课题,才能够在相同容量电池的情况下,延长续航距离或者是在保持续航的同事,减少电池容量。
 
正是基于对解决这些问题的努力,SiC功率器件才从此前不温不火的状态,逐渐成为市场主流。
 
而在实际的应用当中,采用SiC功率器件的逆变器的作用已经对电动汽车的效率有了极大的改善,最高甚至达到了8%。
 
举个简单的例子来说,以续航距离来看,如果使用SiC功率器件逆变器之前,电动汽车的续航距离能达到300公里,那么在采用同样电池的情况下,使用SiC功率器件逆变器之后,续航距离将会达到324公里。
 
另一方面,采用SiC功率器件逆变器能够减小电池的尺寸。根据计算,当效率改善8%,可将100kW/h尺寸的电池缩小至92kW/h尺寸,这不仅能够减小电池的尺寸,也能够降低电池的成本。
 
飞驰吧!SiC功率器件
 
2013年起SiC材料开始逐步被广泛使用。
 
目前,SiC功率元器件主要应用于四大市场:风电、太阳能等绿色能源领域;服务器等信息和通信行业;新能源汽车;工业控制。其中,以新能源汽车为主的应用正在加速发展,预计今后会有增长。
 
可以说,随着全球环保意识的提高,EV市场将会稳步增长。
 
数据显示,全球市场所使用的车载用锂离子电池,随着欧美EV、PHEV新车销售的增长,2015年HEV、PHEV、EV共超过27853MWh的市场规模,预计到2020年将达到155430MWh,有望实际增长达到550%左右。
 
另一方面,随着SiC功率元器件在各个领域的应用加速,罗姆预计到2025年市场规模将会增长到23亿美元左右。
 
不难发现,随着全球对于能源要求的不断提高,尤其是在诸多应用领域中的大功率设备当中,通过采用可高效功率转换的SiC功率元器件,不仅仅可以减少设备的发热量,也可以缩减设备的体积,从而实现应用的高效化和小型化。
 
正如罗姆功率元器件生产本部统括部长伊野和英所说,SiC的应用范围已经远远超过了业内人士的想象,如今,SiC功率元器件的时代已经到来!
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