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

　　安川電機試制出了利用SiC功率元件的電動汽車（EV）行駛系統(tǒng)（圖1）。該系統(tǒng)由行駛馬達及馬達的驅動部構成。通過在驅動部采用SiC功率元件，使得驅動部的體積縮小到了原產品的一半以下。

　　此次展出的試制品以安川電機已經(jīng)投產的電動汽車行駛系統(tǒng)“QMET”為原型。安川電機為馬達及逆變器元件的大型供應商，由于該公司在行駛系統(tǒng)上采用了SiC功率元件，因此在“第二屆EV及HEV驅動系統(tǒng)技術展”上該公司的展位前，眾多參觀者紛紛前來觀看試制品。

　　QMET的馬達驅動部由根據(jù)馬達轉速來切換線圈的電路及逆變器構成。線圈切換電路是安川電機的自主技術。據(jù)安川電機介紹，采用該技術，可實現(xiàn)在低轉速區(qū)到高轉速區(qū)的所有區(qū)域內高效行駛。

　　圖1：在馬達驅動部采用SiC
安川電機的電動汽車行駛系統(tǒng)“QMET”由行駛馬達、逆變器及馬達的線圈切換電路等驅動部構成（a，b）。通過將驅動部使用的功率元件由原來的Si制切換成SiC制，使驅動部的體積縮小到了原來的一半以下（c）。

　　現(xiàn)有的QMET在逆變器的主電路及馬達的線圈切換電路上分別利用IGBT及稱為功率二極管的Si制功率元件。此次將IGBT替換成了SiC MOSFET，功率二極管替換成了SiC肖特基二極管（SBD）。此次采用的均為羅姆的開發(fā)品（表1）。通過采用SiC功率元件，逆變器整體體積縮小到了原來的約1/3，線圈切換電路的體積縮小到了原來的一半以下。因此，由二者構成的驅動部的體積縮小到了原來的一半以下。

共用水冷機構

　　通過采用SiC功率元件可使逆變器及線圈切換線路實現(xiàn)小型化的理由大致有兩個。第一個理由是可大幅削減電力損失。這是因為發(fā)熱量會隨著電力損失削減而減少，即使小型化導致熱容減少，溫度也不易升高。第二個理由是，SiC功率元件即使在200℃高溫下也能工作。這樣，可使熱容進一步減少，從而進一步實現(xiàn)小型化。