在新能源汽車技術的快速發展浪潮中,碳化硅(SiC)技術以其卓越的性能,正逐步成為推動整個行業轉型升級的關鍵力量。作為第三代半導體的佼佼者,SiC材料憑借出色的物理特性,在新能源汽車領域大放異彩,引領了一場性能與技術創新的革命。
SiC技術的應用范圍廣泛,從新興的高端豪華車型,到逐漸普及的大眾化車型,無論是純電動還是混合動力,SiC都以其高效能、小體積、耐高溫等優勢,成為各大車企競相追捧的核心技術。如今,SiC技術已覆蓋10萬至150萬元價格區間的多種車型,功率等級從150kW躍升至645kW,展現了其在新能源汽車領域的強大影響力和廣泛應用潛力。
多家知名車企紛紛推出搭載SiC技術的車型。沃爾沃全新純電動旗艦轎車ES90,作為首款800V高壓平臺車型,其搭載的碳化硅電驅系統,為車輛提供了高達370kW的最大功率和111kWh的大容量電池包,確保了卓越的性能和長續航能力。東風汽車的中高級純電轎車N7,同樣采用了800V碳化硅平臺,實現了充電10分鐘續航400公里的高效補能,極大提升了用戶體驗。寶馬i5 eDrive35L車型在中國市場上市后,通過引入碳化硅半導體,使續航里程增加了最多47公里,進一步增強了市場競爭力。
理想汽車的首款純電動SUV車型理想i8,基于800V架構打造,采用了自研的SiC功率模塊,綜合功率達400kW,具備5C超充能力,展現了強大的動力性能和充電優勢。起亞汽車也在其新款電動轎車和掀背車EV4中采用了新型SiC功率模塊,持續推動品牌技術升級。比亞迪更是將SiC車型售價拉低至18.98萬元,進一步擴大了市場受眾范圍,旗下多個品牌已推出多款SiC車型。
在上海車展上,SiC技術的廣泛應用成為一大亮點。據統計,展會首日展出車輛中,新能源汽車占比約七成,其中新增了超過30款碳化硅新車型,占新車數量的近三分之一。這些新車型不僅展示了SiC技術在提升車輛性能、降低能耗、提高充電效率等方面的顯著優勢,也預示著SiC技術將成為新能源汽車未來發展的主流趨勢。
那么,為何車企如此熱衷采用碳化硅技術呢?這主要得益于SiC材料的諸多顯著優勢。與傳統硅材料相比,SiC材料的禁帶寬度是硅材料的3倍,擊穿電壓是硅材料的10倍,熱導率是硅材料的5倍,電子飽和漂移速率是硅材料的2.5倍。這些特性使得SiC功率半導體器件具備更強的耐壓性、耐溫性,能夠承載更大功率,占用空間更小,工作結溫更高,在高頻環境下性能更為出色。
在新能源汽車領域,SiC技術的應用場景廣泛。電驅逆變器是SiC技術的最大應用領域之一,通過將電池的直流電轉換為交流電以驅動電機,SiC器件能夠顯著降低開關損耗,提高效率,縮小體積,支持更高頻率的工作。在車載充電機(OBC)、DC/DC變換器、空調壓縮機、高壓PTC加熱器和預充繼電器等方面,SiC技術也發揮著重要作用。特別是在快充領域,SiC器件能夠降低充電損耗,提升充電效率,減少散熱需求,體積更小,為新能源汽車的補能效率提供了有力保障。
混動汽車領域也迎來了SiC技術的廣泛應用。隨著增程式汽車逐漸向高電壓化的“大電池,小油箱”路線發展,SiC技術的應用成為必然趨勢。多家車企已發布應用SiC的增程式汽車車型,未來SiC有望在更多增程式汽車中得到廣泛應用。同時,商用車領域也在積極探索SiC技術的應用可能性,采埃孚、博格華納等全球頂級Tier 1企業展示了其在商用車上應用的高功率SiC電控,為碳化硅在商用車領域的應用提供了實踐范例。
在中國新能源汽車產業的快速發展中,國產供應鏈也實現了迅猛崛起。多家中國企業在全球零部件百強榜單中占據席之地,電池領域更是占據全球前十的半數席位。電驅系統從“三合一”向“十二合一”高度集成化發展,高壓平臺從400V向800V邁進,充電效率大幅提升。智能化技術的發展更是讓車輛從單純的機械載體轉變為移動智能終端,全方位推動了汽車產業的升級。
芯聯集成、斯達半導體等中國企業,在SiC技術的產業化方面取得了重要成果。斯達半導體的SiC MOSFET模塊在國內外新能源汽車市場持續穩定大批量交付,自建產線的車規級SiC MOSFET芯片也成功量產。這些成績充分印證了中國汽車產業在規模與質量上的全面引領,中國正從汽車大國逐步邁向汽車強國,在全球汽車產業格局中發揮著越來越重要的作用。