利用SiC大幅實(shí)現(xiàn)小型化 安川電機(jī)試制新型EV行駛系統(tǒng)

　　安川電機(jī)在利用SiC的這些特性的同時(shí)，還為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)逆變器及線(xiàn)圈切換電路的小型化進(jìn)行了精心改進(jìn)。逆變器方面，將現(xiàn)有QMET利用的大型薄膜電容器切換成了小型層疊陶瓷電容器。

　　線(xiàn)圈切換部簡(jiǎn)化了冷卻機(jī)構(gòu)。此前一直配置專(zhuān)用的水冷機(jī)構(gòu)，但此次省去了這一機(jī)構(gòu)，而是共用馬達(dá)側(cè)的水冷機(jī)構(gòu)（圖2）。即在鋁（Al）制散熱基板上配置SiC功率元件模塊，將模塊釋放的熱通過(guò)散熱基板傳導(dǎo)至馬達(dá)側(cè)的水冷機(jī)構(gòu)，使其冷卻。

　　圖2：簡(jiǎn)化冷卻機(jī)構(gòu)
由于SiC功率元件可在高溫下工作，因此能夠簡(jiǎn)化冷卻機(jī)構(gòu)（a）。此次省去了線(xiàn)圈切換電路部的水冷機(jī)構(gòu)，取而代之的是在Al制散熱基板上配置了SiC功率元件模塊（b）。

采用SiC二極管已基本敲定

　　據(jù)安川電機(jī)介紹，此次的試制品是為了驗(yàn)證SiC功率元件的潛在能力。現(xiàn)已確認(rèn)可以實(shí)際工作，但面向電動(dòng)汽車(chē)配備時(shí)需要進(jìn)行可靠性試驗(yàn)及長(zhǎng)時(shí)間驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)等，這些試驗(yàn)將在今后實(shí)施。也就是說(shuō)，該SiC功率元件還無(wú)法立即配備于電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)部。

　　不過(guò)，可以肯定地說(shuō)今后SiC功率元件將逐漸替代現(xiàn)有的Si功率元件。在驅(qū)動(dòng)部使用的二極管及晶體管中，估計(jì)首先會(huì)從二極管開(kāi)始改用SiC。這是因?yàn)镾i二極管因技術(shù)原因，用于延長(zhǎng)電動(dòng)汽車(chē)行駛距離時(shí)不斷要求的損失削減正接近極限的緣故?！岸O管的構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，所以很難再通過(guò)削減損失來(lái)提高性能。不改變半導(dǎo)體材料，這個(gè)問(wèn)題就無(wú)法解決”（多位精通逆變器的技術(shù)人員）。

　　SiC二極管從最初投產(chǎn)到現(xiàn)在已有約10年時(shí)間，其價(jià)格的下降使其已可在空調(diào)上應(yīng)用。即使算上汽車(chē)用產(chǎn)品的可靠性試驗(yàn)時(shí)間，2015年之前開(kāi)始配備SiC二極管也沒(méi)什么奇怪的。

　　預(yù)計(jì)SiC在晶體管上的應(yīng)用會(huì)晚于二極管。這是因?yàn)?，Si IGBT及功率MOSFET的性能今后還將不斷提高，并且SiC MOSFET在2010年年底才剛投產(chǎn)。