电车快充的关键原来是它！

     

中国新能源汽车产销量分别达到705.8万辆和688.7万辆，同比增长96.9%和93.4%，市场占有率达25.6%，新能源汽车产销量已连续8年位居全球第一。不知道手机前的你是否也成为了电动汽车的车主

如果是的话，您是否有家用充电桩呢？每天又花多长时间来充电呢？普通的慢充充电时间要持续6-8小时，这个时间对于有家用充电桩的车主也许可以接受，白天开车，晚上充电。但是对于随停随走的需求显然不能满足，因此快充技术应运而生。

“充电五分钟，通话两小时”这曾是某手机厂商的广告标语，而时代发展到现在，汽车领域也出现了“充电5分钟，续航200公里”这样的目标，这就是800V高压快充平台。

     

当前主流新能源整车高压电气系统电压范围一般为230V-450V，取中间值400V，笼统称之为400V系统；而伴随着快充应用，整车高压电气系统电压范围达到550-930V，取中间值800V，可笼统称之为800V系统。

 

那么为什么已经有了400V系统，还需要800V系统呢？

 

首先我们需要明确快充的关键是提高整车充电功率，实现的方法无非是提高电压或者提高电流，但是加大充电电流需要更粗重的线束，这会增加汽车整体的重量，发热量也会更高，所以提高电压是更为可行的一个技术路线。

 

说了这么多前提背景介绍，那么回到标题的问题，电车快充的关键是什么呢？

 

答案就是碳化硅！

800V电子电器架构

 

 

   

 

由于整车架构由400V提高到800V，当前的OBC、DC/DC及PDU等电源产品都需要从400V等级提升至符合800V电压平台的应用，SiC的优异特性得以施展。相比于IGBT，SiC小体积、高效率、高开关速率及耐高温的特点更适用于800V高压充电平台。

 

 

无图无真相

正巧最近实验室中出现SiC MOSFET一枚，

我们请出我们强有力的工具——

动态测试分析仪！

 

▲基础款PD1500A 

▲升级款PD1550A 

 

他们不仅可以对传统IGBT等功率器件进行测试，还适用于宽禁带半导体VDS/VCE高达1360 V，ID/IC 高达1000A，同时可表征650V、1.2 kV和1.7 kV额定电压的功率模块。

 

 

详细资料可点击此处下载

 

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让我们基于动态参数分析仪的实验结果来看看SiC和IGBT的差别，尤其是动态参数方面。

测试之前，我们先来明确一下要对比哪些参数，根据之前的阐述，SiC具有更高的开关速率，更小的损耗，下面我们就从这两个方面来进行解释和对比：

 

1. 开关速率——t_r t_t

 

从简单理解的开关速率入手，我们只需要对器件进行开通和关断进行控制，观察它的开通和关断时间即可，时间长，速率低，时间短速率高。

*Notes：本次实验我们选用1200V,40A SiC MOSFET以及Si IGBT进行对比，要注意的是，在不同厂商与技术代别中SiC器件与Si器件某一特性的具体数值和相对比例，一定是有区别的，但SiC器件与Si器件对比结果的趋势是不变的。

首先我们先来看一下IGBT的开关时间是多少，我们选取了某知名品牌IGBT的数据手册中的数据。

t_r=30ns

t_t=70ns

而同样条件下，我们测得的SiC MOSFET开关时间如下：

真实测试结果

可以从实验结果看出，SiC MOSFET开关时间t_r=17.86ns，t_t=18.73ns，二者都小于同等条件下Si IGBT的开关时间，足以证明SiC MOSFET确实开关速率更快这一特性。

 

2. 能量损耗——E_on E_off

 

接下来我们再对比一下器件损耗，根据IGBT手册中的数据，器件开关损耗分别为：

E_on=2mJ

E_off=2.2mJ

而根据仪器测试结果，SiC的开关损耗仅为E_on=0.201mJ，E_off=0.205mJ，从测试结果对比可以看出，SiC的损耗确实远远小于Si IGBT。

 

真实测试结果

除了上述两种参数外，我们还可以对寄生电容Qg，米勒电容Crss进行测试，来对比二者的差异，在之前我们也写过相关的文章来解释这些参数的含义，可以参考下列链接：

•

芯片测试大讲堂——宽禁带半导体模块动态参数测试

•

雷军花式安利的GaN充电器，凭啥成为充电神器？

 

如果想要查看测试use case和demo视频，也可以参考下面的链接：

•

Solution Talks | 宽禁带半导体（WBG）双脉冲测试方案

 

 

如果您对此话题非常感兴趣，或者也想拿着手中的功率器件来进行免费测试，可以填写下面的表单，告知您的需求：

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原文标题：电车快充的关键原来是它！

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