意法半导体提供先进的碳化硅功率电子元件,协助雷诺─日产─三菱联盟研发下一代电动汽

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意法半导体提供先进的碳化硅功率电子元件,协助雷诺─日产─三菱联盟研发下一代电动汽

横跨多重电子应用领域的全球半导体供应商意法半导体(STMicroelectronics,简称 ST)被雷诺─日产─三菱联盟指定为高效能碳化硅(SiC)技术合作伙伴,为即将推出之新一代电动汽车的先进车载充电器(On-Board Charger,OBC)提供功率电子元件。

雷诺─日产─三菱联盟计划利用新的 SiC 功率技术研发更高效、功率密度更高的车载充电器,透过缩短充电时间和提升续航里程,以进一步提升电动汽车的吸引力。做为雷诺─日产─三菱联盟的先进 SiC 技术合作伙伴,意法半导体将提供设计整合支援,协助该联盟最大限度提升车载充电器的性能和可靠性。

意法半导体还将为雷诺─日产─三菱联盟提供充电器相关元件,包括标準硅元件。搭载意法半导体碳化硅的车载充电器计画将于 2021 年投入量产。

联盟电动和混动系统设计副总裁 Philippe Schulz 表示, 「做为零排放电动汽车的先驱和全球领导者,我们的目标仍然是成为全球主流市场和经济型电动汽车的第一大供应商。透过在 OBC 中使用 ST 的SiC技术实现小尺寸、轻量化和高效能,再加上电池效率的提升,我们将能缩短充电时间、延长电动汽车的续航里程,进而加快电动汽车的应用的普及。」

意法半导体行销、传播及策略发展总裁 Marco Cassis 表示,「SiC 技术可以减少车辆对化石燃料的依赖度,并提升能源的使用效率,这有助于环保。 ST 已成功开发出 SiC 製程并建立了符合工业标準的商用 SiC 产品组合(包含汽车级产品)。在长期合作的基础上,我们正在与雷诺─日产─三菱联盟合作,使 SiC 为电动汽车带来诸多优势。此外,该合作专案还将提供性能优越且价格合理的高性能 SiC 晶片和系统,透过提升规模经济效益以确保成功。」

技术资讯车载充电(On-Board Charging,OBC)

在附近缺乏家用充电系统或超级充电桩时,电动汽车需要使用车载充电器来处理标準路边充电问题。充电时间取决于车载充电器的额定功率。现今电动汽车车载充电器额定功率在 3kW 到 9kW 之间。

做为电动汽车品牌,雷诺─日产─三菱联盟已经为雷诺 Zoe 车款开发出一个 22kW 的车载充电器,可在大约一小时内充满电量。现在,透过升级车载充电器,并利用意法半导体的 SiC 功率半导体(MOSFET 和整流二极体)所提供之卓越效能和小尺寸等优势,使雷诺─日产─三菱联盟可以进一步降低充电器的尺寸、重量和成本,同时提升充电效能,让未来的车款更具吸引力,而且更环保。新款电路配置紧密的高功率密度车载充电器方便设计人员更自由地设计车辆外观、优化车身结构、重量分配,以及驾驶性能。

碳化硅(SiC)技术

SiC 是一种经过验证的功率半导体技术,可用于研发高效能的功率开关(MOSFET)和整流器(二极体),产品可靠性经过试验论证,其具备可信赖的测试资料。从工程技术角度来看,SiC 属于宽能隙(Wide Bandgap,WBG)半导体材料的一种,相较传统硅基材料,碳化硅的切换频率和工作温度更高,而且尺寸形状因数更小,这些优势使晶片设计人员能够更便利地控制元件特性,同时更好地平衡重要参数,例如:物理尺寸、MOSFET 导通电阻(RDS(ON))、二极体正向电压(VF),以及电容和闸极电荷等因素(影响开通/关断或反向恢复时间,以及切换耗散功率)。与传统硅相比,宽能隙半导体在单位面积内可以承受更高的输入电压,使轻量元件更耐用且具备更高效能。

除了车载充电器等车用用途之外,意法半导体的 SiC MOSFET 和整流器还广泛用于可再生能源领域的功率调节和转换、工业自动化、高压直流配电、资料中心电源等其他设备,以及最注重效能的智慧照明系统。


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