11月9日，在華為智慧出行解決方案發(fā)布會上，華為與奇瑞兩大巨頭合作的首款車型智界S7首次亮相，作為繼問界之后的第二個華為智選車品牌，及華為與奇瑞合作的首款電動汽車，智界S7有不少亮點，其中亮點之一便是余承東口中的“雙800”——續(xù)航超過800公里、攜帶800V高壓碳化硅動力平臺。SiC器件在電動汽車領(lǐng)域中逐漸從理論中的實用，到了愈發(fā)真實的出貨量的增長。800V高壓的改變，不是簡單的在原來電池上加上一倍的電壓。

800V 系統(tǒng)逆變器中的碳化硅

雖然將典型400V電池的電壓加倍給電動汽車可以帶來了巨大的好處，但對于依賴硅 (Si) MOSFET 和 IGBT 的電動汽車逆變器來說，電壓較高時其性能會受到影響。因此，汽車設(shè)計人員用SiC取代傳統(tǒng)的Si功率器件，SiC是一種寬帶隙半導(dǎo)體，可以實現(xiàn)更快的開關(guān)速度并可以在更高的溫度下工作。與Si器件相比，SiC器件更小，并且可以處理更高的工作電壓。

SiC 功率開關(guān)逆變器設(shè)計的核心，有助于實現(xiàn)與雙面冷卻的更高水平的集成。這顯著降低了 SiC 組件和冷卻系統(tǒng)設(shè)計之間的熱阻。這是電動汽車等高功率應(yīng)用的一個重要方面，其中電源模塊的耐熱、散熱至關(guān)重要，而這一次的智界S7隔熱用航空級隔熱氣凝膠、散熱用的也是黑科技的超薄液冷降溫系統(tǒng)，可以看出電動汽車的電源在用上800V高壓后更是需要多層安全防護(hù)保障。

與硅基逆變器相比，冷卻系統(tǒng)與SiC MOSFET的高效接口可以以更低的成本實現(xiàn)更輕、更小的電源系統(tǒng)。因此，在電動汽車逆變器中，基于Si IGBT的功率開關(guān)越來越多地被 SiC MOSFET 取代，后者可將開關(guān)損耗降低高達(dá)70%，從而提高電氣化推進(jìn)系統(tǒng)的性能并降低成本。

除了更高的開關(guān)效率和更高的結(jié)溫能力外，SiC MOSFET 還具有更長的短路耐受時間和更低的導(dǎo)通電阻。與 Si IGBT 相比，這進(jìn)一步降低了功耗。

從 Si IGBT 到 SiC MOSFET

牽引逆變器是電動汽車設(shè)計的重要組成部分，在逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為電動汽車電機(jī)的交流電時，IGBT 等開關(guān)設(shè)備最初負(fù)責(zé)管理電力。多年來，工程師們意識到逆變器在電動汽車性能和續(xù)駛里程方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在這里，如果能用更高能效組件就能以更高的效率從電池中提取更多能量，從而延長續(xù)航里程并減小車載電池的尺寸。

其次，雖然電動汽車的行駛里程以及電池尺寸和重量一直是一個關(guān)鍵問題，但當(dāng)電動汽車從 400V電池系統(tǒng)轉(zhuǎn)向800V電池系統(tǒng)時，汽車工程師開始尋找能夠有效處理更高工作電壓和溫度的組件。這時，SiC MOSFET就會成為牽引逆變器等電動汽車構(gòu)建模塊的首選技術(shù)。

將400 V的電壓提高一倍，對于車輛用戶和制造商來說都帶來了一系列的好處，高密度碳化硅器件最大限度地減少了寄生效應(yīng)和熱阻，這可以減少與直流到交流轉(zhuǎn)換相關(guān)的功率損耗，同時減小牽引逆變器的尺寸和重量。

這條雄心勃勃的汽車電氣化之路首先需要高壓功率器件。SiC 半導(dǎo)體因其更快的開關(guān)速度以及支持更高的電壓和溫度而被認(rèn)為是一種首選技術(shù)，大多電動汽車廠商都已經(jīng)有自己關(guān)于SiC的研發(fā)團(tuán)隊了。隨著全球?qū)ζ囯姎饣耐苿樱@都使得SiC成為2023年及以后值得關(guān)注的技術(shù)。