首先 , 碳化硅有助于提升电池续航能力 。
根据汽车企业的经验 , 电驱系统综合效率每提升1% , 续航里程可提升2% 。电驱系统采用SiC MOSFET逆变器可将工况续航能力提升5%-10% , 根据理想汽车电话会议信息 , 800V SiC可以将效率提升15% 。
其次 , 碳化硅可以降低造车成本 。
根据德国亚琛工业大学的最新研究 , 假设电池是为300公里WLTP循环里程而设计的 , 具体的电池成本是150美元/千瓦时 , 相比硅基IGBT方案 , 采用SiC的逆变器成本增加645元 。但随着SiC MOSFET价格不断下降 , 这一价差有望很快就被抹平 。
而且 , 碳化硅的高效率使得车企能够以更低的电池成本实现同样的续航里程 , 有助于节省造车成本 。
以三一集团的魔塔1165车型重卡为例 , 其电池容量超过1165kWh , 按电池成本132美元/kWh来算 , 假设采用碳化硅后效率提升5-10% , 电池成本可以节省7689-15378美元(约5.48万元-10.96万元人民币) 。
因此 , 相比普通乘用车(大约60kWh) , 由于电池容量更大 , 商用车采用碳化硅的电池成本节省效果会更显著 。
第三 , SiC有助于提升充电速度 。根据研究 , 相比硅基方案 , SiC器件的充电时间较短(如下图) 。
第四 , 碳化硅有助提升电池使用寿命 。循环老化是导致电池寿命减少的其中一个影响因素 , 由于碳化硅的效率更高 , 所以发热更小 , 从而在800V超充时 , 可以增加电池的健康状态(如下图) 。
第五 , 碳化硅的还有助缩小逆变器、动力总成尺寸和重量 。SiC功率转换效率的提升 , 可以减少冷却组件的需求 , 对于小型车辆 , 这种影响可能并不显着 , 但对于重型卡车等大功率车辆 , 功率损耗降低对冷却组件的减少非常重要 。
根据John Deere的研究 , 其第一代SiC逆变器比IGBT逆变器减少了大约三分之二的体积 。
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