OBC企業(yè)要如何采用碳化硅器件

國(guó)產(chǎn)碳化硅上車(chē)首先是技術(shù)過(guò)硬，目前，多家國(guó)產(chǎn)企業(yè)的SiC MOSFET技術(shù)實(shí)力已經(jīng)是實(shí)現(xiàn)領(lǐng)先。以愛(ài)仕特為例，據(jù)李潤(rùn)華介紹，愛(ài)仕特自主設(shè)計(jì)的第三代6英寸SiC MOSFET平面結(jié)構(gòu)芯片的導(dǎo)通電阻最低可到12毫歐，單芯片最大電流可達(dá)120A。據(jù)了解，愛(ài)仕特?fù)碛?0多年的 SiC 器件與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，可幫助客戶(hù)降低技術(shù)門(mén)檻，助力設(shè)計(jì)人員在其新一代OBC 中采用出色的 SiC 器件。而且愛(ài)仕特提供 SiC 功率器件、SiC 系統(tǒng)和技術(shù)專(zhuān)長(zhǎng)的豐富選擇并形成組合拳，可快速開(kāi)發(fā)出能在現(xiàn)場(chǎng)可靠運(yùn)行的穩(wěn)固耐用的設(shè)計(jì)拓?fù)洹?/p>

另外，愛(ài)仕特的SiC MOSFET優(yōu)勢(shì)包括：耐壓全、耐壓從650V-3300V全部批量出貨、雪崩能量高、可靠性好;其產(chǎn)品通過(guò)了車(chē)規(guī)級(jí)AEC-Q101標(biāo)準(zhǔn)1200H可靠性測(cè)試和公司通過(guò)了IATF16949質(zhì)量體系。

OBC面臨多重挑戰(zhàn)碳化硅應(yīng)如何選擇?前幾年，車(chē)企有取消OBC的傾向，但是雙向充電需求“拯救”了OBC，目前它幾乎成為了新能源汽車(chē)的標(biāo)配，增長(zhǎng)速度也越來(lái)越快。美國(guó)Credence Research預(yù)測(cè)，2020 年全球OBC的市場(chǎng)規(guī)模約為177億人民幣，預(yù)計(jì)2027年將達(dá)到約821億人民幣，2021-2027年的復(fù)合年增長(zhǎng)率將超過(guò)24.3%。

今年OBC企業(yè)的增速明顯，以鐵城信息為例，2020年全年的OBC裝機(jī)量為14.6404萬(wàn)套，但2021年僅1-6月就達(dá)到21萬(wàn)臺(tái)，7-10月又增加了10萬(wàn)余套。與此同時(shí)，低成本、小體積、多合一等需求已經(jīng)成為了OBC的主要發(fā)展趨勢(shì)，企業(yè)亟需借助碳化硅技術(shù)應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)。

那么，OBC企業(yè)要如何采用碳化硅器件?對(duì)此，李潤(rùn)華建議：

單相一般采用BOOST結(jié)構(gòu)，建議使用愛(ài)仕特650V 、1200V 30A、60A等規(guī)格， TO247封裝;

三相一般采用VIENNA結(jié)構(gòu)，建議使用愛(ài)仕特1200V 30A、60A、100A等規(guī)格， TO247封裝;

LLC中，如果OBC最高輸出電壓<550V，建議使用愛(ài)仕特650V 30A、60A等規(guī)格， TO247封裝;

如果最高輸出電壓>550V，建議使用愛(ài)仕特1200V 30A、60A等規(guī)格，TO247封裝。OBC企業(yè)積極導(dǎo)入碳化硅單一企業(yè)月裝車(chē)30萬(wàn)只去年，國(guó)產(chǎn)碳化硅獲得數(shù)千萬(wàn)汽車(chē)OBC訂單，引起了業(yè)界高度關(guān)注。據(jù)“三代半風(fēng)向”走訪了解，國(guó)內(nèi)某企業(yè)的出貨量更為驚人——碳化硅器件月裝車(chē)量將達(dá)到30萬(wàn)只。

除了國(guó)內(nèi)OBC采用碳化硅外，最近國(guó)外一大批OBC企業(yè)都在發(fā)布基于碳化硅的產(chǎn)品，碳化硅“上車(chē)”勢(shì)頭正在全球蔓延。究竟碳化硅能夠?yàn)镺BC帶來(lái)哪些益處?今天，我們就跟大家聊聊。SiC MOSFET在車(chē)載充電器(OBC)上越來(lái)越受歡迎，以CES 2022展會(huì)為例，最近又有一批外資企業(yè)推出了相關(guān)產(chǎn)品。2月2日，Emporia Energy宣布與電力電子公司BREK Electronics合作，為北美市場(chǎng)開(kāi)發(fā)雙向電動(dòng)汽車(chē)充電器，預(yù)計(jì)這款充電器將于2023年以低于1500美元(約9500元人民幣)的價(jià)格上市。

據(jù)介紹，BREK以其碳化硅太陽(yáng)能逆變器平臺(tái)而聞名，據(jù)說(shuō)其功率密度比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手高出200%。而這次合作，BREK負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)碳化硅功率器件，并與Emporia將這種硬件專(zhuān)門(mén)用于雙向EV充電.事實(shí)上，OBC企業(yè)越來(lái)越熱衷采用國(guó)產(chǎn)SiC器件，甚至國(guó)產(chǎn)SiC MOSFET也開(kāi)始“上車(chē)”。

最近，行家說(shuō)《2022 碳化硅(SiC)產(chǎn)業(yè)調(diào)研白皮書(shū)》啟動(dòng)調(diào)研，據(jù)國(guó)內(nèi)一家碳化硅企業(yè)介紹，他們現(xiàn)在僅為一家車(chē)企供應(yīng)的碳化硅器件就高達(dá)30-40萬(wàn)只/月，“預(yù)計(jì)2022年市場(chǎng)需求量會(huì)更多。”其他碳化硅企業(yè)在OBC領(lǐng)域有哪些進(jìn)展?碳化硅為何能讓OBC受益?

愛(ài)仕特：幫OBC降低20%成本碳化硅MOS被多家車(chē)企采用據(jù)深圳愛(ài)仕特科技車(chē)用應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)專(zhuān)家李潤(rùn)華介紹，目前碳化硅MOS已經(jīng)在3.3KW、6.6KW、11KW、22KW等規(guī)格的OBC的PFC和LLC大批量使用。李潤(rùn)華告訴“三代半風(fēng)向”，這是因?yàn)樘蓟柘到y(tǒng)能為OBC帶來(lái)眾多好處：首先是成本。由于能夠DC/DC模塊可以省去大量的柵極驅(qū)動(dòng)和磁性元件，相比硅系統(tǒng)，通常碳化硅能夠?qū)BC系統(tǒng)成本降低20%左右。其中，采用SiC技術(shù)后，雙向OBC的散熱成本可降低三分之一。對(duì)于雙向OBC來(lái)說(shuō)，功率越高，碳化硅所帶來(lái)的節(jié)約也就越多。以22 kW雙向SiC基OBC為例，系統(tǒng)成本可以節(jié)省超過(guò)30美元(約190元人民幣)，整個(gè)生命周期可節(jié)省近3500元人民幣。其次是體積和效率。據(jù)李潤(rùn)華介紹，采用SiC技術(shù)，車(chē)載雙向OBC體積可減小20%以上，節(jié)省了電動(dòng)汽車(chē)空間\重量，除了能夠降低系統(tǒng)成本，整車(chē)系統(tǒng)也更容易實(shí)現(xiàn)多合一小型集成化。同時(shí)，碳化硅方案比普通雙向OBC效率高2%-3%。

談及碳化硅器件的應(yīng)用情況時(shí)，李潤(rùn)華透露，“我司的碳化硅MOS已被國(guó)內(nèi)多家車(chē)企客戶(hù)大批量應(yīng)用?！避?chē)載充電機(jī)一般為兩級(jí)電路，前級(jí)為圖騰柱無(wú)橋PFC(Power Factor Correction)級(jí)，后級(jí)為DC/DC級(jí)。愛(ài)仕特產(chǎn)品組合已可完全支持雙向OBC，以及單個(gè)PFC 和 DC/DC級(jí)。

審核編輯：湯梓紅