用 Coherent 碳化矽製造的電力電子器件將會(hui) 延長電動車續航裏程、縮短充電時間並降低成本，幫助重振電動車市場。

電動車銷量陷入停滯，主要是因為(wei) 電動車充電時間長，且購買(mai) 價(jia) 格高於(yu) 傳(chuan) 統的燃油車，導致消費者對電動車產(chan) 生了抵觸情緒。為(wei) 了解決(jue) 這些挑戰，電動車製造商開始改為(wei) 使用800 V係統，因為(wei) 這種係統具有幾個(ge) 額外優(you) 勢。

然而，過渡到800 V係統不僅(jin) 需要更高電壓的電池; 事實上，800 V 係統對電力電子器件的要求與(yu) 目前的係統大不相同。因此，由於(yu) 碳化矽 （SiC） 繞過了傳(chuan) 統技術麵臨(lin) 的障礙，因此該材料成為(wei) 了高壓電力電子器件的半導體(ti) 材料首選，取代了原有的矽材料。 我們(men) 來了解一下其中的原因和原理。

更高的電壓，更好的性能

為(wei) 了提高電動車的能效及其對消費者的吸引力，汽車製造商聚焦 800 V 電氣係統。 這種電壓的提高不僅(jin) 僅(jin) 是技術的升級，更是一種變革性的電動車供電方法，大大優(you) 於(yu) 當今主要使用的 400 V 係統。

800 V 技術的一大優(you) 勢是可顯著縮短充電時間。 這是因為(wei) 隨著電壓增加，電力可更快注入汽車電池內(nei) 。 這種功能不僅(jin) 帶來了便利，而且是一次非常重要的進步，使得電動車對普通消費者來說更加實用。

此外，800 V 係統可提高電動車的整體(ti) 能效。根據功率、電流和電阻這三者之間的關(guan) 係（功率 = 電流 × 電壓，或者，功率 = 電流² × 電阻），通過提高電壓和降低電流，可減少功率傳(chuan) 輸過程中以熱量形式損耗的能量。

通過降低電流，還可以使用更輕的汽車線束，這對於(yu) 降低製造成本和減輕車重量有著重大影響。而減輕車重量又會(hui) 延長續航裏程。上述種種好處隻是保時捷、奧迪、捷尼賽思、現代、起亞(ya) 等眾(zhong) 多車製造商紛紛開始打造 800 V 電池組車的原因之一。

充分利用800 V技術

要在電動車中充分發揮 800 V 架構的優(you) 勢，需要一項關(guan) 鍵創新。具體(ti) 來說，必須升級電力電子器件，使其可在更高的電壓下以最佳狀態工作。

電力電子器件是指用於(yu) 控製和轉換電力的係統。電動車的傳(chuan) 動係統使用高電壓。 通常，總線電壓與(yu) 電池電壓相同——這裏是指 800 V。

牽引逆變器（用於(yu) 驅動電機和車輪）是高功率元件，功率高達數百千瓦。這些逆變器需要能夠傳(chuan) 輸大電流且耐受高電壓的高效開關(guan) 。 對於(yu) 800 V 係統，電壓高達將近 2 kV。

電動車動力總成的主要元件。

在過去，這些功率開關(guan) 通常是用矽製造的絕緣柵雙極晶體(ti) 管 （IGBT）。然而，矽材質 IGBT 在高開關(guan) 頻率下的性能並不佳，會(hui) 出現效率損失，且無法在高於(yu) 1500 V 的電壓下運行。

碳化矽 （SiC） 是一種寬帶隙半導體(ti) ，能夠解決(jue) 這一難題。碳化矽金屬氧化物半導體(ti) 場效晶體(ti) 管 （MOSFET） 的特性優(you) 於(yu) 矽基元件，例如，更高的溫度耐受性、更快的開關(guan) 速度和更高的效率。對於(yu) 800 V 電動車係統的更高電壓需求，這種晶體(ti) 管是近乎理想的選擇。

使用碳化矽基材料的800 V功率模塊熱管理

除了用作高功率開關(guan) ，碳化矽還可直接解決(jue) 電動車麵臨(lin) 的另一個(ge) 最大挑戰，那就是熱管理。製成反應燒結矽/碳化矽複合材料的碳化矽可作為(wei) 高耐熱半導體(ti) 。這使碳化矽可以有效地排出這些功率開關(guan) 所在的功率模塊中的熱。此外，碳化矽具有出色的熱膨脹特性，能夠在高溫、高強度和高強度重量比的情況下工作，因此是功率模塊基板材料的理想選擇。

總而言之，碳化矽元件（作為(wei) 半導體(ti) 功率開關(guan) 和用於(yu) 熱管理的複合材料）能夠高效地處理更高的電壓和電流，而且產(chan) 生的熱量較少，因此是為(wei) 800 V 賦予的強大力量。所有這些元件共同起作用，可減少對笨重的大型冷卻係統的需求，從(cong) 而進一步減輕車重量並降低複雜性。Coherent 通過自身全麵的 SiC 晶圓和外延片大量生產(chan) 能力、碳化矽基器件長期製造計劃以及用於(yu) 熱管理解決(jue) 方案的高容量沉積工藝來支援這種技術轉變。

除了電動車動力總成元件，Coherent 還參與(yu) 尖端車技術的幾個(ge) 其他方麵。詳細了解我們(men) 如何幫助改進艙內(nei) 感測、熱管理和車雷射雷達。