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800V超充技术升级,SiC器件如何赋能?

2024-06-05 16:05:57 来源:半导体器件应用网 作者:厉丹

随着环保意识的提升和油电切换战略的推进,电动汽车市场迎来蓬勃发展。然而,充电速度和续航里程仍是制约其普及的关键因素。为解决这些问题,800V超充技术应运而生,其高速充电和长续航特性备受关注。

该技术凭借显著的技术优势,在电动汽车市场展现出巨大潜力。随着电动汽车市场的扩大,以及政府政策的扶持,800V超充技术将加速普及,提高充电便利性,进一步推动电动汽车的广泛应用。

产业链协同发展也为800V超充技术的市场应用提供了有力支持。在Big-Bit商务网、广东省磁性元器件行业协会主办的2024'中国电子热点解决方案创新峰会上,我们采访到了英博尔电驱CTO刘宏鑫、纳微半导体技术营销经理肖开祥和致茂电子资深经理朱明星,就800超充技术的充电桩、车载电源及第三代半导体材料的应用等问题展开了探讨。

800V超充技术升级,SiC器件如何赋能?

图1 2024中国电子热点解决方案创新峰会现场

800V超充技术引领电动汽车新趋势

随着电动汽车市场的快速发展,充电速度和里程焦虑成为限制其进一步普及的关键因素。为解决这些问题,800V超充技术的应运而生,其高电压优势和强大的充电能力让人们在短时间内就能为电动汽车充满电,让驾驶者无需长时间等待即可继续行程,不仅提升了充电效率,更为电动汽车市场开辟了新的发展空间。

800V超充技术以其高电压优势,成为解决电动汽车充电速度和里程焦虑问题的关键。它能够在短时间内为电动汽车提供大量电能,让驾驶者无需长时间等待即可继续行程。

同时随着800V超充技术的普及,从充电桩的建设到车辆内部元器件的升级,再到整个产业链的完善,都将迎来巨大的市场空间。各大电源模块企业、元器件企业等纷纷加大投入,致力于研发更高效、更可靠的800V超充技术解决方案,以满足市场的不断增长的需求。目前,英飞凌、安森美、罗姆半导体、威世半导体等均在布局车用SiC器件;优优绿能、英飞源等企业投入电源模块及其创新解决方案。

纳微半导体技术营销经理肖开祥提到,未来800V超充技术的用量会越来越多。而高电压、大功率的元器件会大幅缩短充电时间,未来会占应用趋势的主导地位。

这里不得不提到的是,在800V超充技术的应用中,元器件的性能和可靠性至关重要。高压环境下,元器件的绝缘性、耐流性等性能需要得到更加严格的保证。

致茂电子资深经理朱明星对此也表示:“通过严格的测试,我们可以验证元器件的性能是否符合要求,是否能够在高电压环境下稳定运行。同时,测试也可以帮助我们发现潜在的问题和隐患,从而及时进行改进和优化。这一环节对于保障800V超充技术的稳定性和可靠性至关重要。”

800V超充技术升级,SiC器件如何赋能?

图2 电动汽车充电站,图源包图网

充电桩市场:从500V到800V的升级之路

随着电动汽车的普及,充电桩市场正迎来一场重要的技术变革。目前,中国的充电桩市场中,大约70%到80%的充电桩都是500V以下的早期产品。然而,这一比例正在逐渐发生变化,未来,800V甚至1000V的高压充电桩将成为主流。

这一趋势的背后,是电动汽车技术的不断进步和消费者对于更快充电速度的需求。目前,许多新上市的电动汽车都支持800V超充技术,这意味着如果充电桩的电压过低,就无法为这些车辆提供足够的充电功率。这不仅会影响消费者的使用体验,还会对电动汽车的推广普及造成障碍。

然而,充电桩的升级换代并非一蹴而就。目前,市场上有大量的500V充电桩仍在服役,这些充电桩的淘汰和替换需要时间和资金。因此,在高压充电桩的推广过程中,需要考虑到与现有充电桩的兼容性问题。幸运的是,高压充电桩具有向下兼容的特性,即可以为电压较低的电动汽车提供充电服务。这为充电桩的升级换代提供了更多的灵活性。

除了800V超充技术上的挑战外,充电桩市场的另一个问题是标准不统一。目前,不同品牌的充电桩之间存在一定的差异,这给消费者的使用带来了不便。为了解决这一问题,国家正在积极推动充电桩标准的统一化进程。

在市场空间方面,高压充电桩市场也具有巨大的潜力。因为随着电动汽车市场的不断扩大和消费者对于充电速度的需求不断提升,高压充电桩的需求将会持续增长。同时,由于充电桩的建设和运营需要大量的资金投入和技术支持,这也将带动相关产业链的发展。

从500V到800V的升级之路是充电桩市场不可逆转的趋势。在未来几年内,高压充电桩将成为市场的主流产品,为消费者提供更加快速、便捷的充电服务。同时,随着800V超充技术的不断进步和标准的统一化进程的推进,充电桩市场将变得更加规范和成熟。

GaN与SiC在充电桩中的应用与挑战

在当前的800V超充技术浪潮中,SiC作为一种备受瞩目的半导体材料,被一些厂家积极宣传。

然而,有意思的是,英博尔电驱CTO刘宏鑫对SiC在充电桩上的应用持保留态度。这主要是因为其高昂的成本,使得在充电桩这类对重量要求不高的设备中使用SiC显得意义不大。

相较之下,GaN的发展令人瞩目。原本GaN主要应用于低压、高频领域,但如今已经突破到了高压领域,出现了650V、900V、1,200V甚至1,700V的产品。GaN的崛起,部分原因在于其生产成本相对较低,制造工艺与SiC相似但更为经济。这使得GaN在充电桩及车载电源系统中的应用前景更为广阔。

特别是在车载充电机(OBC)、DC-DC转换器以及MCU(微控制器)等部件中,GaN的应用将带来显著的性能提升。由于其高频率、轻量化的特性,GaN不仅能够有效减少磁性元件的体积和重量,还能提高系统的整体效率。

肖开祥也提到,800V超充技术应用中需要1200V的器件,但目前GaN器件太少可用,主要使用SiC器件。

然而,无论是SiC还是GaN,其应用都面临着可靠性的挑战。在设计和验证阶段,如何确保这些先进半导体材料的稳定运行,是业界需要共同面对的问题。这包括驱动技术、保护技术等核心技术的优化,以及严格的测试和验证流程。

回到800V超充技术本身,目前市场上大多数充电桩仍然使用IGBT或MOSFET等传统半导体材料。尽管SiC在某些高压应用中具有潜力,但由于成本和可靠性等问题,其普及尚需时日。而GaN作为一种新兴的半导体材料,其在充电桩及汽车电源系统中的应用前景更为广阔。

值得注意的是,尽管800V被认为是目前的电压极限,但市场上真正支持800V超充技术的电动汽车仍然较少。因此,在充电桩建设中,需要考虑到兼容性问题,确保能够同时为不同电压等级的电动汽车提供充电服务。

800V超充技术升级,SiC器件如何赋能?

图3 电动汽车充电器,图源包图网

车载电源高压、高频化及SiC的潜力与挑战

目前,高压IGBT和高频MOSFET是车载电源市场上主流的选择,它们以其高效能和高可靠性在车载电源系统中发挥着重要作用。然而,随着SiC等新材料的涌现,行业内的竞争格局也悄然发生着变化。

但现阶段,由于成本和可靠性等因素,SiC在车载电源系统中的应用还较为有限。然而,从长远来看,随着技术的不断进步和成本的降低,SiC有望成为车载电源系统的重要材料。

在充电桩领域,尽管SiC的优势并不明显,因为充电桩更注重高效率而非小型化,但未来随着800V超充技术的进步,SiC仍有可能在该领域占据一席之地。不过,目前充电桩市场仍处于恶性竞争状态,价格竞争激烈,这使得SiC等新材料的应用面临一定挑战。

但肖开祥却认为,车载电源应用中,SiC器件将全面替代Si器件,尤其是1200V器件对于SiC材料的发展是非常好的机遇。

在车载电源系统中,除了充电桩外,电机控制器也是一个重要的组成部分。随着800V超充技术的普及,电机控制器的高压化也势在必行。然而,高压化带来的不仅仅是性能的提升,更有一系列技术挑战需要解决,如绝缘、EMC等问题。因此,在推广800V超充技术的过程中,我们需要充分考虑这些挑战,并采取有效的措施加以解决。

对于SiC等新材料的应用,我们需要关注其成本和可靠性等关键问题。为了推动新材料在车载电源系统中的应用,我们需要加强产学研合作,共同研发新技术、新材料,提高产品的性能和可靠性。同时,我们也需要加强行业内的交流和合作,共同推动电动汽车技术的发展。

车载电源的高频化和高压化是电动汽车技术发展的重要趋势。在未来的发展中,我们需要关注新材料、新技术的应用,同时加强行业内的交流和合作,共同推动电动汽车技术的进步和发展。

800V超充技术升级,SiC器件如何赋能?

图5 2024中国电子热点解决方案创新峰会现场

据统计,2024'中国电子热点解决方案创新峰会现场吸引了近千人参与,超过600家知名企业前来技术交流与商务洽谈,观看会议直播的人数累计超过8000人。现场的活动氛围非凡,英博尔电驱CTO刘宏鑫和致茂电子资深经理朱明星在接受采访时为此都谈到了自身的参会体验。

峰会现场不仅吸引了众多企业厂家,还特邀了众多高校老师参与。这种理论与实践的结合让英博尔电驱CTO刘宏鑫就深感满意。特别是与东风汽车的史经理的交流,让他更认识到行业内的实际问题与解决方案的重要性。这种车厂、零部件厂家与高校老师的结合,为参会者提供了一个宝贵的交流学习平台。他相信,这样的展会将助力行业发展,解决实际问题。

这次行业会议也让致茂电子资深经理朱明星深感收获颇丰。会议的组织者将不同主题分成不同的团队,使参会者能够有针对性地选择自己感兴趣的议题进行深入探讨。这种安排方式不仅提高了参会者的积极性,也使他们能够更好地把握会议的重点内容。

结语:

800V超充技术显然在未来电动汽车市场中扮演举足轻重的角色。随着技术的不断成熟和市场的持续扩大,我们有理由相信,800V超充技术将以其卓越的充电效率和便利性,为电动汽车的普及和发展提供强大支撑。同时,我们也期待通过这次电子峰会上的产业链间的沟通交流,更多的创新技术和解决方案得以涌现,共同推动电动汽车行业的蓬勃发展,助力构建更加绿色、智能、可持续的生态发展体系。

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