《科技》電動車日益普及,SiC功率元件具潛力

電動車技術日益成熟,且各國政府對汽車採取嚴格碳排放標準,帶動油電混合車及純電動車等泛電動車需求高度成長,爲提高能源利用效率,車廠多以發展PHEV(插電式混合動力車)與BEV(純電動車)爲主,從PHEV與BEV市場規模來看,2019年合計爲215萬臺,預估2026年將增至1790萬臺;而PHEV與BEV車款內都會設置OBC,作爲充電過程中汽車與交流充電椿對接的橋樑。

隨着車主對電動車充電時間要求愈來愈短,業者或政府不僅增加快速充電椿的布建,且功率規格朝350kW發展,使充電時間能與加油時間相當(降至5~7分鐘);其中,BEV車款因所搭載的電池容量大,故BEV銷售量爲驅動快速充電椿需求成長的關鍵,預估2020年到2024年每年將增加30%。

爲補充電力能源,則需藉由充電椿、電源轉換器等,對車載電池充電,根據DIGITIMES Research分析師林芬卉觀察,雖SiC(碳化矽)功率元件價格約爲矽基元件5倍,然導入電源轉換器,可提升電動車與電網間更高的運作效率、提高系統穩定度、系統及裝置小型化、縮短充電時間、延長電動車續航力等,因此在車載充電器(OnBoard Charger;OBC)及快充設備領域具發展潛力,爲縮短交流充電方式的時間,功率規格朝22kW發展,其中OBC內轉換器漸導入SiC功率元件,優勢爲在高功率環境運作下,能耗損失少,也因SiC元件開關速度快以致效率提升等,有助於系統體積及重量縮減,延伸的好處是可增加電動車續航力。

由於SiC較矽基元件具耐高壓、對應更高輸出功率、降低周邊電子元件損壞率、於嚴苛環境下信賴性高等優勢,因此在快充領域應用有很大發展潛力;此外,SiC元件可縮小快速充電椿的體積,故延伸好處是能提升快充站土地利用坪效。