Wie wird sich die Einführung von SiC auf die Wechselrichterkosten für Elektrofahrzeuge auswirken? - Wissen

Der Einsatz von Siliziumkarbid (SiC) in Traktionswechselrichtern für Elektrofahrzeuge stellt eine komplexe Kosten-{0}}Nutzengleichung dar, die derzeit die Branche umgestaltet. Während SiC-MOSFETs im Vergleich zu herkömmlichen Silizium-IGBTs eine überlegene Effizienz und Leistung bieten, sind ihre Anschaffungskosten derzeit deutlich höher-3- bis 5-mal so hoch wie bei Silizium-IGBTs-ist das Haupthindernis für eine breite Akzeptanz. Die Auswirkungen auf die Wechselrichterkosten sind daher keine einfache Reduzierung, sondern eine Verschiebung der Kostenzusammensetzung, die strategisch gesteuert werden kann.

Die direkten Komponentenkosten für den Ersatz von Silizium durchSiCist erheblich. Allerdings wird die Berechnung auf Systemebene günstiger. Der höhere Wirkungsgrad von SiC und die geringeren Schaltverluste betragen ca39,8 % niedriger als bei Wechselrichtern auf Si--Basis, kann den Gesamtenergieverbrauch senken. Dies wiederum könnte es den Autoherstellern ermöglichen, einen kleineren Batteriesatz zu verwenden, um die gleiche Reichweite zu erreichen, was die hohen Kosten der SiC-Geräte ausgleicht. Darüber hinaus ermöglicht die überlegene Wärmeleitfähigkeit von SiC möglicherweise den Betrieb bei höheren TemperaturenVereinfachung oder Verkleinerung des Kühlsystemsund zusätzliche Einsparungen generieren. Diese Möglichkeit, die Kosten auf Systemebene-zu senken, bedeutet, dass die Nettokostenauswirkungen nuancierter sind, als der Modulpreis allein vermuten lässt.

SiC Powder

Als Reaktion auf die hohen Kosten eines reinenSiCLösung ist eine große Innovation entstanden:Hybrid-Leistungsmoduledie SiC-MOSFETs mit Silizium-IGBTs kombinieren. Mit dem HybridPACK Drive G2 Fusion von Infineon kann beispielsweise ein Traktionswechselrichter eine nahezu -vollständige-SiC-Effizienz erreichennur 30 % SiC und 70 % Siliziumfläche. Dieses Design reduziert den SiC-Gehalt pro Fahrzeug und sorgt gleichzeitig für ein Kosten-{1}Leistungsgleichgewicht, das viel näher an allen{{2}Siliziumdesigns liegt. Die Vorteile werden am Markt validiert; Eine Partnerschaft zwischen XPeng und dem Halbleiterhersteller SMIC hat eine hybride SiC-Lösung zur Massenproduktion gebracht, mit dem Ziel, die Vorteile der 800-V-Plattform für Mainstream-Fahrzeuge zugänglicher zu machen.

Die Auswirkung der Einführung von SiC auf die Wechselrichterkosten hängt auch davon abMaßstabs- und Fertigungsfortschritte. Um die Kosten zu senken, investieren Unternehmen massiv in neue, größere Produktionsanlagen. Während erwartet wird, dass die Kosten für SiC in den nächsten Jahren immer noch über denen von Silizium bleiben werden, zeigt die Tendenz abwärts. Eine modellbasierte Analyse legt nahe, dass Hybridschalter besonders optimal für Plug-{4}Fahrzeuge mit einem sind10-30 kWh Batteriekapazität, wo der Kosten-{0}}Nutzen-Kompromiss-am günstigsten ist. Es ist jedoch anzumerken, dass für Hochleistungsanwendungen einige Brancheninnovationen weiterhin alle-SiC-Lösungen vorantreiben. Beispielsweise hat Infineon kürzlich ein 1300-V-SiC-Modul vorgestellt, das für den Betrieb geeignet ist205 Grad, was die Komplexität und Kosten des Kühlsystems erheblich reduzieren kann, was zeigt, dass der Weg zur Kostenreduzierung vielfältig ist.