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    SiC特性分析仿真及其在移動(dòng)儲(chǔ)能電站的應(yīng)用

    2017-09-16 03:09:13羅紅斌鄧林旺薛程升李多輝馮天宇王超鄒德天
    關(guān)鍵詞:效率系統(tǒng)

    羅紅斌,鄧林旺,薛程升,李多輝,馮天宇,王超,鄒德天

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    SiC特性分析仿真及其在移動(dòng)儲(chǔ)能電站的應(yīng)用

    羅紅斌,鄧林旺,薛程升,李多輝,馮天宇,王超,鄒德天

    (比亞迪汽車工業(yè)有限公司,廣東深圳 518118)

    以氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC)為代表的第三代半導(dǎo)體材料由于其禁帶寬度大、擊穿場(chǎng)強(qiáng)高、熱導(dǎo)率高、電子飽和漂移速度高等特性,在光電子領(lǐng)域及高頻大功率應(yīng)用上倍受青睞。本文對(duì)比了SiC和Si的物理結(jié)構(gòu)和電氣特性,并選取了兩款MOSFETs,在實(shí)驗(yàn)室中用Saber仿真了它們?cè)陔娐分械膿p耗,結(jié)果顯示SiC MOSFETs平均損耗比Si MOSFETs低30%~48%。最后,討論了SiC器件在光電子、太陽(yáng)能逆變器和移動(dòng)儲(chǔ)能電站中的應(yīng)用,并且在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)試、分析了兩臺(tái)來(lái)自不同廠家的樣機(jī),實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,SiC系統(tǒng)比Si系統(tǒng)運(yùn)行溫度降低50%~60%,損耗降低11%,整機(jī)效率提高2.68%,功率密度由約0.46 kW/L提高到0.90 kW/L。說明SiC能夠大幅提升系統(tǒng)的效率和功率密度,因其巨大的潛力,未來(lái)有望將工作頻率提升至500 kHz以上,將系統(tǒng)功率密度提升至現(xiàn)有產(chǎn)品的5~10倍。

    SiC;第三代半導(dǎo)體材料;移動(dòng)儲(chǔ)能電站;功率密度;效率;仿真

    第一代半導(dǎo)體材料Si點(diǎn)燃了信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的星星之火,世界上95%的半導(dǎo)體是由Si材料制作,隨著電子電力技術(shù)的不斷發(fā)展,電能早已成為日常生活中最不可或缺的能源,據(jù)統(tǒng)計(jì),全球40%的能源是以電能的形式被消耗掉[1],而電能轉(zhuǎn)換傳輸過程中的損耗是最主要的電能損耗方式。傳統(tǒng)的Si半導(dǎo)體已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)今社會(huì)對(duì)于高頻、高溫、高功率、高效率以及小型化的要求,于是以SiC和GaN為代表的第三代半導(dǎo)體材料應(yīng)運(yùn)而生。在2001年德國(guó)的Infineon公司率先推出SiC二極管[2],美國(guó)的CREE公司也緊隨其后推出了SiC二極管的產(chǎn)品,目前市場(chǎng)份額最大的品牌是CREE,緊隨其后的是Infineon、ROHM、ST等公司。Infineon和CREE兩家公司占據(jù)了全球SiC半導(dǎo)體市場(chǎng)68%的市場(chǎng)份額,其它公司總共占據(jù)32%市場(chǎng)份額。SiC以其優(yōu)異的性能廣泛應(yīng)用于光電子、新能源汽車、儲(chǔ)能系統(tǒng)、軌道交通、光伏發(fā)電等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

    1 SiC材料結(jié)構(gòu)和物理特性

    SiC在不同的物理化學(xué)形態(tài)下會(huì)形成不同的晶體,目前已發(fā)現(xiàn)200余種[3],這些成分相同但形態(tài)、構(gòu)造、物理特性有差異的晶體被稱為同質(zhì)異形體。SiC的晶體結(jié)構(gòu)有三種,分別為立方、六方和菱形,分子式中以C、H、R分別代表。SiC晶體的命名方式為“數(shù)字+字母+SiC”,字母前的數(shù)字代表堆積周期中SiC原子的密排層數(shù)目,比如4H-SiC表示周期為4層的原子密排層形成的六方晶格體結(jié)構(gòu)。圖1為4H-SiC的晶體結(jié)構(gòu)圖,由黑色的碳(C)原子和白色的硅(Si)原子組成的六邊形結(jié)構(gòu),4層為一個(gè)周期。

    表1為各種不同晶型的SiC特性對(duì)比。從表1可以看出不同晶型的SiC材料在摩爾質(zhì)量、密度、熔點(diǎn)上幾乎相同,但由于分子結(jié)構(gòu)的差異,其禁帶寬度有較大差異,這四種晶型中方形的3C-SiC禁帶寬度明顯低于其它三種六邊形晶型的SiC,其禁帶寬度為2.2eV,其它三種六邊形晶體,按周期層數(shù)的遞增,禁帶寬度呈下降趨勢(shì),2H-SiC、4H-SiC、6H-SiC的禁帶寬度分別為3.33 eV、3.23 eV和3 eV。六方晶型的SiC在擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度上是正方晶型SiC的2倍多,4H-SiC和6H-SiC的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度分別為2.2′106V/cm和2.4′106V/cm。4H-SiC在這四種晶型中擁有最高的電子遷移率,達(dá)到1020 cm2/(V·S)。SiC的熱導(dǎo)率達(dá)到4.9 W/(cm·K),因此SiC器件在高溫下的穩(wěn)定性較好,目前在商用的SiC多數(shù)為4H-SiC。

    表1 碳化硅各種晶型的特性[3]

    2 SiC與其它半導(dǎo)體材料的性能對(duì)比

    表2為不同半導(dǎo)體的帶隙表,從表中可以看出Si的帶隙比較小,只有1.1eV,而SiC的帶隙是Si的3倍多。帶隙在半導(dǎo)體材料中是指將一個(gè)電子從價(jià)帶頂移至導(dǎo)帶底所需的最小能量。SiC的寬帶隙為其高溫工作提供了更高的穩(wěn)定性,在高溫下SiC器件的漏電流變化很小,導(dǎo)通電阻隨溫度變化的幅度也非常小

    表2 不同半導(dǎo)體材料帶隙表[4]

    圖2(a)為Si、GaN和SiC三種半導(dǎo)體材料的性能對(duì)比,從圖中可以看到SiC和GaN的性能全面超越Si,但是這兩種材料的性能側(cè)重點(diǎn)又有所不同,它們的電子遷移率都很高,說明SiC和GaN都比較適合高速開關(guān)的應(yīng)用,開關(guān)頻率可達(dá)200~400 kHz甚至更高。但是在熔點(diǎn)和熱導(dǎo)率上,SiC遙遙領(lǐng)先于GaN,說明SiC的散熱性能更好。

    圖2(b)[5]為SiC、GaN和Si的導(dǎo)通損耗-擊穿電壓曲線。從中可以看出器件的導(dǎo)通損耗和擊穿電壓成正比關(guān)系,其中Si的擊穿電壓和導(dǎo)通損耗已經(jīng)達(dá)到了其物理極限,而SiC和GaN還有很大的提升潛力,說明這兩種材料在封裝一致的情況下,能夠提供比Si器件更高的擊穿電壓和更低的導(dǎo)通損耗。

    (a)

    (b)

    圖2 (a)碳化硅、氮化鎵、硅材料特性對(duì)比;(b)碳化硅、氮化鎵、硅導(dǎo)通電阻和擊穿電壓曲線[5]

    Fig.2 (a) The comparison of material properties between SiC, GaN and Si; (b) The on-resistance against breakdown voltage of different materials[5]

    3 SiC MOSFETs與Si MOSFETs對(duì)比及仿真

    3.1 參數(shù)對(duì)比

    前文介紹了SiC、GaN、Si特性對(duì)比,本節(jié)對(duì)比CREE的C2M0080120D(SiC)和IXYS的IXFK26N120P(Si)兩款電壓電流等級(jí)相近的MOSFETs。

    表3是這兩款MOSFETs的主要參數(shù),參數(shù)均取自數(shù)據(jù)手冊(cè),所有參數(shù)均在25 ℃室溫下測(cè)得。從表中可以看到SiC MOSFETs的導(dǎo)通電阻為 80 mΩ,不到Si MOSFETs的20%,意味著導(dǎo)通損耗大大降低。SiC MOSFETs的輸入寄生電容只有950 pF,大約為Si MOSFETs的7%,意味著在相同驅(qū)動(dòng)能力的情況下,SiC MOSFETs的開關(guān)速度為Si MOSFETs的10倍以上,因?yàn)镸OSFETs的開通原理是將輸入寄生電容充電至gs,然后管子導(dǎo)通并且開始有電流通過。SiC MOSFETs體二極管的反向恢復(fù)時(shí)間非常短,只有40 ns,僅相當(dāng)于Si的13%,所以其反向恢復(fù)損耗非常小。

    表3 SiC和Si MOSFETs關(guān)鍵參數(shù)對(duì)比

    3.2 溫度特性分析

    SiC MOSFETs不僅擊穿電壓高、導(dǎo)通電阻小、反向恢復(fù)時(shí)間短,還具有很好的高溫特性。在高溫工作條件下,其優(yōu)秀的散熱能力及穩(wěn)定的電氣特性都是Si MOSFETs無(wú)法比擬的。

    圖3(a)[6]和(b)[7]為Si和SiC MOSFETs歸一化導(dǎo)通電阻和溫度的關(guān)系,測(cè)試溫度范圍為-55~ 150 ℃。由圖可知,SiC MOSFETs的導(dǎo)通電阻隨溫度變化而變化的幅度明顯小于Si MOSFETs,在極低溫-55℃時(shí),Si MOSFETs的導(dǎo)通電阻為額定值的0.6倍,而SiC MOSFETs導(dǎo)通電阻為額定值的0.9左右。在高溫段150 ℃時(shí),SiC MOSFETs的導(dǎo)通電阻達(dá)到額定值的1.8倍左右,而Si MOSFETs的導(dǎo)通電阻為額定值的2.8倍,這說明Si MOSFETs的導(dǎo)通電阻隨溫度變化的幅度遠(yuǎn)大于SiC MOSFETs。綜上所述,SiC MOSFETs的溫度穩(wěn)定性較高,更適合于高溫、大電流的應(yīng)用。

    3.3 Saber損耗仿真對(duì)比

    為了進(jìn)一步對(duì)比這兩個(gè)MOSFETs的損耗,我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室用Saber仿真了以上兩種MOSFETs在電路中的損耗。利用Saber自帶的建模功能將這兩款MOSFETs的特征曲線導(dǎo)入軟件中,在Saber中擬合出MOSFETs的模型,再按照?qǐng)D4的拓?fù)浯罱娐凡⒎抡妗?/p>

    圖5為兩款MOSFETs在圖4電路中滿載下的仿真損耗對(duì)比,從圖5(a)可以看出Si MOSFETs的峰值損耗達(dá)到了300W,平均損耗達(dá)到81.3W;從圖5(b)可以看出SiC MOSFETs的峰值損耗達(dá)到500W,平均損耗57.2 W,對(duì)比發(fā)現(xiàn)SiC MOSFETs的峰值損耗比Si MOSFETs高,但是其平均損耗比Si MOSFETs低30%。

    (a)

    (b)

    圖5 (a)滿載下Si MOSFETs損耗;(b)滿載下SiC MOSFETs損耗

    Fig.5 (a) The power dissipation of Si MOSFETs under full load; (b) The power dissipation of SiC MOSFETs under full load

    圖6為兩款MOSFETs半載下的仿真損耗對(duì)比,從圖6(a)可以看出Si MOSFETs的峰值損耗超過了200W,平均損耗為61.2W;從圖6(b)可以看出SiC的峰值損耗在400W左右,平均損耗為31.6W。對(duì)比圖6(a)和(b)發(fā)現(xiàn)半載下SiC MOSFETs的平均損耗比Si MOSFETs低48%左右。綜合圖5和圖6的仿真結(jié)果,發(fā)現(xiàn)SiC MOSFETs在低負(fù)載情況下的低損耗優(yōu)勢(shì)更為明顯。

    (a)

    (b)

    圖6 (a)半載下Si MOSFETS損耗;(b)半載下SiC MOSFETS損耗

    Fig.6 (a) The power dissipation of Si MOSFETs under half load; (b) The power dissipation of SiC MOSFETs under half load

    4 SiC功率器件的應(yīng)用

    4.1 行業(yè)應(yīng)用介紹

    4.1.1 LED半導(dǎo)體照明

    SiC有效解決了襯底材料與GaN的晶格匹配問題,減少了缺陷和位錯(cuò),帶來(lái)更高的電光轉(zhuǎn)換效率?;诖思夹g(shù),誕生了303 lm/W的大功率LED光效紀(jì)錄,并且可降低最高40%的成本[8]。圖7[8]為CREE公司三款LED產(chǎn)品尺寸的對(duì)比,由圖可見第三代產(chǎn)品僅有第一代產(chǎn)品尺寸的1/20,而亮度卻是第一代產(chǎn)品的3倍以上。

    4.1.2 太陽(yáng)能逆變器

    圖8為50 kW三相太陽(yáng)能逆變器圖片。未采用SiC功率器件的逆變器質(zhì)量為173 kg,體積0.41 m3,功率密度為0.29 kW/kg,而采用了SiC功率器件之后,質(zhì)量和體積分別降低了71%至33 kg、78%至0.09 m3,功率密度提升了3.45倍至1 kW/kg[9]。

    4.2 移動(dòng)儲(chǔ)能電站系統(tǒng)

    4.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

    圖9為移動(dòng)儲(chǔ)能電站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),主要由動(dòng)力電池和雙向車載充電器(OBC)組成,既可以用單相220 V/50 Hz市電給汽車的動(dòng)力電池和啟動(dòng)電池充電,也可以將動(dòng)力電池的高壓電逆變?yōu)?20 V/50 Hz交流電供用電器使用。

    電池包的體積由電池的能量密度決定,雙向OBC是整個(gè)系統(tǒng)能量進(jìn)出的通道,提高雙向OBC的效率和功率密度對(duì)提高整個(gè)移動(dòng)儲(chǔ)能電站的效率和功率密度至關(guān)重要。雙向OBC主要由功率因數(shù)矯正(PFC)電路和DC-DC變換器電路組成,其中40%~50%的體積被磁性元件占據(jù),使用SiC器件可以大幅提升系統(tǒng)的工作頻率,從而減小磁性元件體積。SiC器件的高熱導(dǎo)率也可以減小散熱片的尺寸,從而提升系統(tǒng)的效率和功率密度。

    4.2.2 產(chǎn)品分析

    4.2.2.1 OBC 的DC-DC模塊

    DC-DC的基本參數(shù)及實(shí)驗(yàn)裝置連接方式分別見表4和圖10。從表4可得,相同功率的兩個(gè)系統(tǒng),SiC系統(tǒng)功率密度比Si系統(tǒng)高0.95倍。

    表4 DC-DC基本參數(shù)

    實(shí)驗(yàn)步驟:①按照?qǐng)D10連好測(cè)試線路;②調(diào)節(jié)輸入電壓為420 V,輸出負(fù)載從0 A加到160 A,每隔30 A記錄一次輸入輸出電壓電流值;③調(diào)節(jié)輸入電壓為580 V,輸出負(fù)載從0 A加到160 A,每隔30 A記錄一次輸入輸出電壓電流值;④調(diào)節(jié)輸入電壓為760 V,輸出負(fù)載從0 A加到160 A,每隔30 A記錄一次輸入輸出電壓電流值。

    圖11(a)~(c)為SiC和Si系統(tǒng)在不同輸入電壓下全負(fù)載范圍內(nèi)的效率值對(duì)比,由以下三張圖對(duì)比可以看出,SiC系統(tǒng)在不同輸入電壓下的整體效率均高于Si系統(tǒng)。其中低負(fù)載的情況下(10A),SiC系統(tǒng)在420V、580V和760V輸入電壓下的效率比Si系統(tǒng)分別高8%、11%和13%,說明輸入電壓越高,SiC系統(tǒng)在低負(fù)載時(shí)的效率越高,進(jìn)一步證明了前面仿真得出的結(jié)論,即SiC功率器件在低負(fù)載時(shí)效率優(yōu)勢(shì)更明顯。負(fù)載超過40A時(shí),兩個(gè)系統(tǒng)的效率變得比較接近,SiC系統(tǒng)的效率高于Si系統(tǒng)1%~3%。綜合來(lái)看,負(fù)載越大,SiC系統(tǒng)的效率優(yōu)勢(shì)越明顯,在580V輸入電壓160A負(fù)載情況下,SiC系統(tǒng)效率比Si系統(tǒng)高2.68%。

    (a)

    (b)

    圖12(a)~(f)為Si和SiC系統(tǒng)在不同輸入電壓時(shí)滿負(fù)載運(yùn)行的熱成像照片,可直觀地看出兩種不同材質(zhì)的MOSFETs發(fā)熱情況。從圖12(a)和(b)可以看出Si系統(tǒng)的最高溫和最低溫分別為94.4 ℃和30.8 ℃,而SiC系統(tǒng)的最高溫和最低溫只有40.2 ℃和28.0 ℃,其最高溫比Si系統(tǒng)低58%。圖12(c)和(d)將輸入電壓調(diào)至580V并滿載運(yùn)行,Si系統(tǒng)最高溫和最低溫分別為100.0 ℃和27.6 ℃,SiC系統(tǒng)的最高溫和最低溫為43.9 ℃和28.0 ℃,其最高溫比Si系統(tǒng)低56%。從圖12(e)和(f)可得,在760V滿負(fù)載的情況下,Si系統(tǒng)的最高溫和最低溫分別為115.6 ℃和28.6 ℃,SiC系統(tǒng)的最高溫和最低溫分別為46.7 ℃和28.9 ℃,其最高溫比Si系統(tǒng)低60%。綜上所述,SiC功率器件在高溫大功率應(yīng)用中具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì),在相同的散熱條件下,其運(yùn)行溫度低于Si器件50%~60%,這得益于其極低的導(dǎo)通電阻和極高的導(dǎo)熱率。

    (a)

    (b)

    (c)

    (d)

    (e)

    (f)

    圖12 (a)420 V滿載熱成像圖(Si);(b)420 V滿載熱成像圖(SiC);(c)580 V滿載熱成像圖(Si);(d)580 V滿載熱成像圖(SiC);(e)760 V滿載熱成像圖(Si);(f)760 V滿載熱成像圖(SiC)

    Fig.12 (a) Thermal image under 420 V full Load (Si); (b) Thermal image under 420 V full load(SiC); (c) Thermal image under 580 V full Load (Si); (d) Thermal image under 580 V full Load (SiC); (e) Thermal image under 760 V full Load (Si); (f) Thermal image under 760 V full load (SiC)

    4.2.2.2 CREE DC-DC

    表5 CREE DC-DC基本參數(shù)

    開關(guān)電源中,磁性元件的體積占系統(tǒng)體積的40%,提升系統(tǒng)的工作頻率可有效減小磁性元件的體積實(shí)現(xiàn)高效化和高功率密度化,SiC的使用將系統(tǒng)工作頻率從135kHz提升至260 kHz。

    LLC電路的諧振頻率可以由式(1)求得

    變壓器的Quality Factor可由式(2)求得

    (2)

    由式(1)和(2)計(jì)算可得,工作頻率為135 kHz的Si系統(tǒng)勵(lì)磁電感L=150 μH、諧振電感L=35 μH、諧振電容C=40 nF;工作頻率為260 kHz的SiC系統(tǒng)勵(lì)磁電感L=100 μH、諧振電感L=15 μH、諧振電容C=25 nF[10],分別比Si系統(tǒng)減小33%、57%和37.5%。

    圖13[10]為CREE 8 kW樣機(jī)的實(shí)物圖,其長(zhǎng)、寬、高分別為31.75 cm、20.32 cm和8.89 cm,功率密度達(dá)到1.4 kW/L。

    表6(a)和(b)[10]為Si和SiC系統(tǒng)損耗的對(duì)比,其中損耗最大的部分來(lái)自于MOSFETs上的損耗,SiC系統(tǒng)MOSFETS的損耗為55.92W,比Si系統(tǒng)低17%。第二大損耗為變壓器的損耗,SiC和Si系統(tǒng)中變壓器損耗分別為20.4W和24W,使用SiC降低了15%的變壓器損耗。第三大損耗為諧振電感的損耗,SiC系統(tǒng)諧振電感損耗為12.4W,比Si系統(tǒng)低27%。在輸出二級(jí)管損耗和散熱風(fēng)扇的損耗上,兩個(gè)系統(tǒng)并沒有明顯差別,分別為43.2W和18W。SiC系統(tǒng)的總損耗為149.92W,相比Si系統(tǒng)的170.04W降低了11%。

    表6 碳化硅系統(tǒng)損耗和硅系統(tǒng)損耗

    圖14為SiC系統(tǒng)在700V輸入電壓下的效率曲線,可以看出SiC系統(tǒng)在低負(fù)載時(shí)效率相對(duì)低,只有0.9316,隨著負(fù)載逐漸加大,效率也逐漸攀升,最高效率可達(dá)0.9838,比硅系統(tǒng)的效率提高0.5%~1%,這在能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中是一個(gè)巨大的提升。

    5 結(jié) 論

    本文介紹了SiC的發(fā)展歷史、材料特性和物理結(jié)構(gòu),對(duì)比分析了SiC、Si和GaN,突出了SiC禁帶寬度大、擊穿場(chǎng)強(qiáng)高、熱導(dǎo)率高、電子飽和漂移速度高等特點(diǎn)。具體對(duì)比了CREE的C2M0080120D(SiC)和IXYS的IXFK26N120P(Si)兩款MOSFETs,并在實(shí)驗(yàn)室仿真了其在電路中的損耗,驗(yàn)證SiC功率器件能夠降低系統(tǒng)的損耗。介紹了碳化硅功率器件在光電子、太陽(yáng)能逆變器和移動(dòng)儲(chǔ)能電站中的應(yīng)用。針對(duì)移動(dòng)儲(chǔ)能電站的應(yīng)用選取了兩個(gè)產(chǎn)品對(duì)其損耗、效率和功率密度進(jìn)行了測(cè)試分析,結(jié)果指出SiC系統(tǒng)相較于Si系統(tǒng)整機(jī)效率高2.68%、損耗低11%、工作溫度低50%、功率密度提升0.95倍,實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合前文對(duì)于SiC性能的分析預(yù)測(cè)和仿真結(jié)果。未來(lái),進(jìn)一步提高SiC系統(tǒng)的工作頻率、效率和功率密度,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)移動(dòng)儲(chǔ)能電站的小型化和輕量化是研究的方向,同時(shí)高工作頻率帶來(lái)的EMI問題也需進(jìn)一步研究解決。

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    [9] ALEJANDRO Esquivel, PV Inverter Tops 1kW/kg with All-SiC Design[R]. 2014.

    [10] Cree Power Application Engineering. Full bridge llc zvs resonant converter based on Gen2 SiC power MOSFETS[R/OL]. http://www.cree.cn, 2014.

    The analysis and simulation of SiC and its application in mobile energy storage power station

    LUO Hongbin, DENG Linwang, XUE Chengsheng, LI Duohui, FENG Tianyu, WANG Chao, ZOU Detian

    (BYD Auto Industry Company Limited, Shenzhen 518118, Guangdong, China)

    The 3rdgeneration semiconductors like silicon carbide (SiC) and gallium nitride (GaN) which have wide bandgap, high breakdown voltage, high thermal conductivity and fast drift velocity are widely adopted in optoelectronics and high-frequency big-power applications. This paper briefly introduced the physical structure and electrical characteristics of SiC power semiconductors and compared these properties with that of Si power semiconductors. One SiC MOSFETs and one Si MOSFETs were chosen to compare their electrical characteristics, and they were simulated in the laboratory by Saber to compare their power loss in the same circuit. The simulation result showed that SiC MOSFETs experienced 30%—48% less power loss than Si MOSFETs. Finally, several SiC applications in optoelectronics, PV inverters and mobile energy storage power station were discussed. Two applications were tested and analyzed in detail, and the results showed that SiC system had 50%—60% lower operating temperature, 11% lower power loss, 2.68% higher efficiency and the power density had increased from 0.47 kW/L to 0.90 kW/L. It means SiC components can increase system efficiency and power density dramatically. However, SiC components still have huge potential to increase its performance, and the operation frequency can be boosted to over 500kHz. As a result, the power density of system can be 5 to 10 times greater than the current system.

    SiC; 3rdgeneration semiconductor material; mobile energy storage station; power density; efficiency; simulation

    10.12028/j.issn.2095-4239.2017.0137

    TM 53

    A

    2095-4239(2017)05-1105-09

    2017-07-28;

    2017-08-10。

    羅紅斌(1966—),男,碩士,從事雙模混合動(dòng)力系統(tǒng)、純電動(dòng)汽車系統(tǒng)和核心零部件的研發(fā)、生產(chǎn)、管理以及調(diào)峰型/能量型儲(chǔ)能系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)、功率電氣系統(tǒng)、智能化電池管理系統(tǒng)等的研發(fā)與生產(chǎn)工作,E-mail:luo.hongbin@byd.com;

    鄧林旺,研究方向?yàn)槌潆娤到y(tǒng)研發(fā)包括電池管理系統(tǒng)、車載DC、車載充電器、充電柜等,E-mail:deng.linwang@byd.com。

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