11月9日，在華為智慧出行解決方案發(fā)布會(huì)上，華為與奇瑞兩大巨頭合作的首款車(chē)型智界S7首次亮相，作為繼問(wèn)界之后的第二個(gè)華為智選車(chē)品牌，及華為與奇瑞合作的首款電動(dòng)汽車(chē)，智界S7有不少亮點(diǎn)，其中亮點(diǎn)之一便是余承東口中的“雙800”——續(xù)航超過(guò)800公里、攜帶800V高壓碳化硅動(dòng)力平臺(tái)。SiC器件在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域中逐漸從理論中的實(shí)用，到了愈發(fā)真實(shí)的出貨量的增長(zhǎng)。800V高壓的改變，不是簡(jiǎn)單的在原來(lái)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(dòng)汽車(chē)可以帶來(lái)了巨大的好處，但對(duì)于依賴(lài)硅 (Si) MOSFET 和 IGBT 的電動(dòng)汽車(chē)逆變器來(lái)說(shuō)，電壓較高時(shí)其性能會(huì)受到影響。因此，汽車(chē)設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)更快的開(kāi)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(kāi)關(guān)逆變器設(shè)計(jì)的核心，有助于實(shí)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(jì)之間的熱阻。這是電動(dòng)汽車(chē)等高功率應(yīng)用的一個(gè)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(jí)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(dòng)汽車(chē)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(shí)現(xiàn)更輕、更小的電源系統(tǒng)。因此，在電動(dòng)汽車(chē)逆變器中，基于Si IGBT的功率開(kāi)關(guān)越來(lái)越多地被 SiC MOSFET 取代，后者可將開(kāi)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(kāi)關(guān)效率和更高的結(jié)溫能力外，SiC MOSFET 還具有更長(zhǎng)的短路耐受時(shí)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(dòng)汽車(chē)設(shè)計(jì)的重要組成部分，在逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)的交流電時(shí)，IGBT 等開(kāi)關(guān)設(shè)備最初負(fù)責(zé)管理電力。多年來(lái)，工程師們意識(shí)到逆變器在電動(dòng)汽車(chē)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(zhǎng)續(xù)航里程并減小車(chē)載電池的尺寸。

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

將400 V的電壓提高一倍，對(duì)于車(chē)輛用戶(hù)和制造商來(lái)說(shuō)都帶來(lái)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(shí)減小牽引逆變器的尺寸和重量。

這條雄心勃勃的汽車(chē)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(kāi)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(dòng)汽車(chē)廠商都已經(jīng)有自己關(guān)于SiC的研發(fā)團(tuán)隊(duì)了。隨著全球?qū)ζ?chē)電氣化的推動(dòng)，這都使得SiC成為2023年及以后值得關(guān)注的技術(shù)。