Koje su upotrebe SIC pločica u automobilskoj industriji?

Pločice od silicij-karbida (SiC) postale su prekretnica u automobilskoj industriji, nudeći mnoštvo prednosti koje revolucioniraju način na koji se vozila dizajniraju, proizvode i upravljaju. Kao vodeći dobavljač SiC pločica, uzbuđen sam što mogu istražiti različite upotrebe SiC pločica u automobilskim aplikacijama i istaknuti kako one pokreću budućnost mobilnosti.

1. Sustavi pogona električnih vozila (EV).

Srce električnog vozila je njegov pogonski sustav, koji uključuje bateriju, pretvarač i motor. SiC pločice igraju ključnu ulogu u poboljšanju učinkovitosti i performansi ovih komponenti.

Inverteri

Inverteri su odgovorni za pretvaranje istosmjerne struje (DC) iz baterije u izmjeničnu struju (AC) za napajanje elektromotora. Inverteri na bazi SiC-a nude nekoliko prednosti u odnosu na tradicionalne invertere na bazi silicija. SiC ima viši probojni napon, što omogućuje dizajn kompaktnijih i lakših pretvarača. Na primjer, SiC pretvarač može podnijeti veće napone i struje, omogućujući brže punjenje i pražnjenje baterije.

Štoviše, SiC ima manju otpornost na uključivanje u usporedbi sa silicijom. To znači da se manje energije gubi kao toplina tijekom procesa pretvorbe, što rezultira većom učinkovitošću. Učinkovitiji pretvarač pretvara se u povećani domet za električna vozila, što je velika briga za potrošače. Studije su pokazale da SiC inverteri mogu poboljšati ukupnu učinkovitost EV pogonskog sklopa do 10%, što može značajno produžiti domet vožnje s jednim punjenjem.

Ugrađeni punjači

Ugrađeni punjači koriste se za punjenje akumulatora vozila iz vanjskog izvora napajanja. SiC pločice mogu poboljšati performanse ugrađenih punjača omogućavanjem viših frekvencija prebacivanja. Više frekvencije prebacivanja omogućuju manje i lakše magnetske komponente u punjaču, smanjujući njegovu veličinu i težinu. Ovo je osobito važno za električna vozila, gdje svaki kilogram smanjenja težine može pridonijeti poboljšanoj energetskoj učinkovitosti i dometu.

Punjači temeljeni na SiC ploči također nude brže vrijeme punjenja. Uz mogućnost rukovanja višim razinama snage, mogu brže puniti bateriju, čineći električna vozila praktičnijima za svakodnevnu upotrebu. Kako potražnja za infrastrukturom za brzo punjenje raste, SiC pločice će biti ključne u omogućavanju sljedeće generacije ugrađenih punjača velike snage.

2. Sustavi hibridnih električnih vozila (HEV).

Hibridna električna vozila kombiniraju motor s unutarnjim izgaranjem s elektromotorom i baterijom. SiC ploče mogu poboljšati performanse HEV sustava na nekoliko načina.

Sustavi regenerativnog kočenja

Sustavi regenerativnog kočenja u HEV-ima pretvaraju kinetičku energiju vozila u električnu energiju tijekom kočenja, koja se zatim pohranjuje u bateriji. Energetska elektronika temeljena na SiC-u u sustavu regenerativnog kočenja može poboljšati učinkovitost ovog procesa pretvorbe energije. SiC-ova otpornost na visoke temperature i nizak otpor omogućuju učinkovitiji prijenos snage, osiguravajući da se veća količina energije povrati tijekom kočenja. Ova obnovljena energija se zatim može koristiti za napajanje elektromotora, smanjujući opterećenje motora s unutarnjim izgaranjem i poboljšavajući učinkovitost goriva.

DC - DC pretvarači

DC-DC pretvarači koriste se u HEV-ima za povećanje ili smanjenje napona između različitih dijelova električnog sustava, kao što su baterija i pomoćni sustavi. SiC pločice mogu poboljšati učinkovitost i gustoću snage DC-DC pretvarača. Korištenjem uređaja temeljenih na SiC-u, ovi pretvarači mogu raditi na višim temperaturama i frekvencijama prebacivanja, što rezultira manjim i učinkovitijim dizajnom. Ovo je ključno za HEV, gdje su prostor i težina na prvom mjestu.

3. Napredni sustavi pomoći vozaču (ADAS)

Napredni sustavi pomoći vozaču postaju sve češći u modernim vozilima, pružajući značajke kao što su prilagodljivi tempomat, pomoć pri održavanju vozne trake i izbjegavanje sudara. SiC ploče mogu podržati rad ADAS-a na sljedeće načine.

Upravljanje napajanjem za senzore

ADAS senzori, kao što su kamere, radar i lidar, zahtijevaju stabilno i učinkovito napajanje. Sklopovi za upravljanje napajanjem temeljeni na SiC-u mogu osigurati potrebnu snagu uz visoku učinkovitost i nisku razinu šuma. Visokotemperaturne performanse SiC-a osiguravaju da sustavi upravljanja energijom mogu pouzdano raditi u teškim automobilskim uvjetima, gdje temperature mogu značajno varirati.

Obrada signala

SiC pločice se također mogu koristiti u jedinicama za obradu signala ADAS-a. Mogućnosti prebacivanja velike brzine SiC uređaja omogućuju bržu obradu podataka, omogućujući analizu podataka senzora u stvarnom vremenu. Ovo je bitno za točan i pravovremen rad značajki ADAS-a, koje se oslanjaju na brzo donošenje odluka kako bi se osigurala sigurnost vozila i njegovih putnika.

4. Autonomna vozila

Autonomna vozila predstavljaju budućnost automobilske industrije, a SiC pločice će igrati vitalnu ulogu u njihovom razvoju.

Računalna snaga

Autonomna vozila zahtijevaju veliku količinu računalne snage za obradu goleme količine podataka prikupljenih od senzora i donošenje odluka u stvarnom vremenu. Poluvodički uređaji temeljeni na SiC-u mogu pružiti računalne mogućnosti visokih performansi potrebne za autonomnu vožnju. Tolerancija na visoke temperature i niska potrošnja energije SiC-a čine ga idealnim materijalom za složene računalne sustave u autonomnim vozilima, koji trebaju kontinuirano raditi u zahtjevnim uvjetima.

Redundancijski sustavi

Redundancija je ključna za sigurnost autonomnih vozila. SiC pločice se mogu koristiti za izgradnju redundantnih sustava napajanja i upravljanja. U slučaju kvara u jednom sustavu, redundantni sustav može preuzeti, osiguravajući nastavak sigurnog rada vozila. Pouzdanost i karakteristike visokih performansi SiC-a čine ga prikladnim za ove kritične redundantne aplikacije.

Zašto odabrati naše SiC vafle

Kao dobavljač SiC pločica, nudimo visoku kvalitetu6H Sic WaferiSic Supstratproizvoda. Naše pločice proizvedene su korištenjem najsuvremenije tehnologije, osiguravajući izvrsnu kvalitetu kristala, nisku gustoću grešaka i visoku ujednačenost.

Razumijemo jedinstvene zahtjeve automobilske industrije i možemo pružiti prilagođena rješenja kako bismo zadovoljili specifične potrebe naših kupaca. Bilo da se radi o pretvaračima velike snage, ugrađenim punjačima s brzim punjenjem ili naprednim ADAS sustavima, naše SiC pločice dizajnirane su za pružanje vrhunskih performansi i pouzdanosti.

Ako ste proizvođač ili dobavljač automobila koji želi ugraditi SiC tehnologiju u svoje proizvode, pozivamo vas dakontaktirajte nasza detaljan razgovor o vašim zahtjevima. Naš tim stručnjaka spreman je pomoći vam u istraživanju punog potencijala SiC pločica u automobilskim aplikacijama i pomoći vam da ostanete ispred na konkurentnom automobilskom tržištu.

Reference

1. BJ Baliga, "Silicon Carbide Power Devices", Springer, 2005.
2. Međunarodna agencija za energiju, "Global EV Outlook 2023", 2023.
3. SH Huang et al., "Pregled uređaja za napajanje od silicij karbida i njihove primjene u pogonskim sklopovima električnih vozila", IEEE Transactions on Power Electronics, 2019.