EV పరిశ్రమలో SiC యొక్క ప్రయోజనాలు

వైడ్-బ్యాండ్‌గ్యాప్ (WBG) సెమీకండక్టర్ మెటీరియల్‌గా,SiC'సాంప్రదాయ Siతో పోలిస్తే విస్తృత శక్తి వ్యత్యాసం దీనికి అధిక ఉష్ణ మరియు ఎలక్ట్రానిక్ లక్షణాలను ఇస్తుంది. ఈ ఫీచర్ పవర్ పరికరాలను అధిక ఉష్ణోగ్రతలు, పౌనఃపున్యాలు మరియు వోల్టేజీల వద్ద పనిచేయడానికి అనుమతిస్తుంది.

SiCఎలక్ట్రిక్ వెహికల్ అప్లికేషన్‌లు మరియు ఇతర ఎలక్ట్రానిక్ మరియు ఎలక్ట్రికల్ ఉత్పత్తులలో శక్తి సామర్థ్యం మెటీరియల్ కారణంగానే ఎక్కువగా ఉంటుంది. Si తో పోలిస్తే, SiC కింది లక్షణాలను కలిగి ఉంది:

1. విద్యుద్వాహక విచ్ఛిన్న క్షేత్ర బలం 10 రెట్లు;

2. ఎలక్ట్రాన్ సంతృప్త వేగం కంటే 2 రెట్లు;

3. శక్తి బ్యాండ్ గ్యాప్ కంటే 3 రెట్లు;

4. 3 రెట్లు ఎక్కువ ఉష్ణ వాహకత;

సంక్షిప్తంగా, ఆపరేటింగ్ వోల్టేజ్ పెరిగేకొద్దీ, ప్రయోజనాలుSiCమరింత స్పష్టంగా మారింది. Siతో పోలిస్తే, 600V స్విచ్‌ల కంటే 1200V SiC స్విచ్‌లు మరింత ప్రయోజనకరంగా ఉంటాయి. ఈ లక్షణం SiC పవర్ స్విచింగ్ పరికరాల యొక్క విస్తృతమైన అనువర్తనానికి దారితీసింది, తద్వారా ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల సామర్థ్యాన్ని గణనీయంగా మెరుగుపరుస్తుంది, వాటి ఛార్జింగ్ పరికరాలు మరియు శక్తి మౌలిక సదుపాయాలు, కార్ల తయారీదారులు మరియు మొదటి-స్థాయి సరఫరాదారులకు SiC మొదటి ఎంపికగా మారింది.

కానీ 300V మరియు అంతకంటే తక్కువ తక్కువ-వోల్టేజ్ పరిసరాలలో,SiCయొక్క ప్రయోజనాలు సాపేక్షంగా చిన్నవి. ఈ సందర్భంలో, మరొక విస్తృత-బ్యాండ్‌గ్యాప్ సెమీకండక్టర్, గాలియం నైట్రైడ్ (GaN), ఎక్కువ అప్లికేషన్ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉండవచ్చు.

పరిధి మరియు సామర్థ్యం

యొక్క కీలక వ్యత్యాసంSiCSiతో పోలిస్తే దాని అధిక సిస్టమ్-స్థాయి సామర్థ్యం, ​​ఇది SiC యొక్క అధిక శక్తి సాంద్రత, తక్కువ శక్తి నష్టాలు, అధిక ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు అధిక ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత కారణంగా ఉంటుంది. దీని అర్థం ఒకే ఛార్జ్‌పై అధిక డ్రైవింగ్ పరిధి, చిన్న బ్యాటరీ పరిమాణాలు మరియు వేగవంతమైన ఆన్-బోర్డ్ ఛార్జర్ (OBC) ఛార్జింగ్ సమయాలు.

ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల ప్రపంచంలో, గ్యాసోలిన్ ఇంజిన్‌లకు ప్రత్యామ్నాయంగా ఉండే ఎలక్ట్రిక్ డ్రైవ్‌ట్రైన్‌ల కోసం ట్రాక్షన్ ఇన్వర్టర్‌లలో అతిపెద్ద అవకాశాలలో ఒకటి. డైరెక్ట్ కరెంట్ (DC) ఇన్వర్టర్‌లోకి ప్రవహించినప్పుడు, మార్చబడిన ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ (AC) మోటారు రన్‌లో సహాయపడుతుంది, చక్రాలు మరియు ఇతర ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలను శక్తివంతం చేస్తుంది. ఇప్పటికే ఉన్న Si స్విచ్ టెక్నాలజీని అధునాతన సాంకేతికతతో భర్తీ చేస్తోందిSiC చిప్స్ఇన్వర్టర్‌లో శక్తి నష్టాలను తగ్గిస్తుంది మరియు అదనపు పరిధిని అందించడానికి వాహనాలను అనుమతిస్తుంది.

అందువల్ల, ఫారమ్ ఫ్యాక్టర్, ఇన్వర్టర్ లేదా DC-DC మాడ్యూల్ యొక్క పరిమాణం, సామర్థ్యం మరియు విశ్వసనీయత వంటి లక్షణాలు కీలకమైనవిగా మారినప్పుడు SiC MOSFET బలవంతపు వాణిజ్య అంశం అవుతుంది. డిజైన్ ఇంజనీర్లు ఇప్పుడు వివిధ రకాల ముగింపు అనువర్తనాల కోసం చిన్న, తేలికైన మరియు మరింత శక్తి-సమర్థవంతమైన పవర్ సొల్యూషన్‌లను కలిగి ఉన్నారు. ఉదాహరణకు టెస్లానే తీసుకోండి. కంపెనీ యొక్క మునుపటి తరాల ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలు Si IGBTని ఉపయోగించినప్పటికీ, ప్రామాణిక సెడాన్ మార్కెట్ యొక్క పెరుగుదల మోడల్ 3, పరిశ్రమలో మొదట SiC MOSFETని స్వీకరించడానికి వారిని ప్రేరేపించింది.

శక్తి ప్రధాన అంశం

SiCయొక్క మెటీరియల్ లక్షణాలు అధిక ఉష్ణోగ్రతలు, అధిక ప్రవాహాలు మరియు అధిక ఉష్ణ వాహకతతో అధిక-శక్తి అనువర్తనాల కోసం దీన్ని మొదటి ఎంపికగా చేస్తాయి. SiC పరికరాలు అధిక శక్తి సాంద్రతతో పనిచేయగలవు కాబట్టి, ఇది ఎలక్ట్రిక్ వెహికల్ ఎలక్ట్రానిక్ మరియు ఎలక్ట్రికల్ సిస్టమ్‌ల కోసం చిన్న ఫారమ్ కారకాలను ప్రారంభించగలదు. గోల్డ్‌మన్ సాచ్స్ ప్రకారం, SiC యొక్క అసాధారణ సామర్థ్యం ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల తయారీ మరియు యాజమాన్య ఖర్చులను ఒక్కో వాహనానికి దాదాపు $2,000 వరకు తగ్గించగలదు.

ఇప్పటికే కొన్ని ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలలో బ్యాటరీ సామర్థ్యం దాదాపు 100kWhకి చేరుకోవడంతో మరియు అధిక శ్రేణులను సాధించడానికి నిరంతర పెరుగుదల కోసం ప్రణాళికలు సిద్ధం చేయడంతో, భవిష్యత్ తరాలు దాని అదనపు సామర్థ్యం మరియు అధిక శక్తిని నిర్వహించగల సామర్థ్యం కోసం SiCపై ఎక్కువగా ఆధారపడతాయని భావిస్తున్నారు. మరోవైపు, తక్కువ-పవర్ వాహనాలైన టూ-డోర్ ఎంట్రీ లెవల్ ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలు, PHEV లేదా 20kWh లేదా చిన్న బ్యాటరీ పరిమాణాలను ఉపయోగించే లైట్-డ్యూటీ ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల కోసం, Si IGBT మరింత ఆర్థిక పరిష్కారం.

అధిక-వోల్టేజ్ ఆపరేటింగ్ పరిసరాలలో విద్యుత్ నష్టాలు మరియు కార్బన్ ఉద్గారాలను తగ్గించడానికి, పరిశ్రమ ఇతర పదార్థాల కంటే SiC వినియోగాన్ని ఎక్కువగా ఇష్టపడుతోంది. వాస్తవానికి, చాలా మంది ఎలక్ట్రిక్ వాహన వినియోగదారులు వారి అసలు Si పరిష్కారాలను కొత్త SiC స్విచ్‌లతో భర్తీ చేశారు, ఇది సిస్టమ్ స్థాయిలో SiC సాంకేతికత యొక్క స్పష్టమైన ప్రయోజనాలను మరింత ధృవీకరిస్తుంది.