新型SiC功率半導體可望提升EV行駛距離10%以上

 

刊登日期:2018/12/5
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日立製作所開發出適用於電動車的新型功率半導體「TED-MOS」。以SiC作為主要材料,透過構造改良使能源浪費減少50%。由於電池可因此毫無浪費地有效使用,電動汽車的行駛距離可望提升10%以上。

該新型半導體係於電動汽車的電壓轉換器之中,用途是將儲存於電池的電力,從直流轉換成交流後輸送至馬達,或是阻斷電流。即使在1.2kV的高電壓下,也能正常運作。跟構造相同的既有產品相比,性能上有大幅度的提升。轉換損耗是左右性能的一個指標,代表著電流通過時有多少損失發生。尤其是大電流通過的時候,功率半導體會產生100℃以上的熱度,造成電流耗損。與目前主流的矽與SiC相比,電流提升至400A時,可將損失控制近一半。

然而,SiC依然有課題待解。一般的MOSFET以高電壓送出高電流,電場會集中在元件中的某一部分,這正是電流不通的原因。各廠也急著想突破這個瓶頸,但量產技術尚未確立。而這次日立所開發TED-MOS則克服了某幾項產品缺點。其中之一,便是在元件上新增了緩和層以防止電場集中。如此一來,電流可以有效、無浪費地通過,並減輕了元件的負擔。另一個改善則是降低了電流通過時產生的電阻。一般來說,構造上電流是走在「表層」,導致電阻值變高。日立的研究人員,讓電流通過層排列成長條狀,使得電流可以順暢通過。現階段的成效上,電場集中的強度減少了約40%、電阻值減少了約25%。


資料來源: 日經產業新聞 / 材料世界網編譯
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