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)

　　安川電機在利用SiC的這些特性的同時，還為進(jìn)一步實現(xiàn)逆變器及線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。

　　線圈切換部簡化了冷卻機構(gòu)。此前一直配置專用的水冷機構(gòu)，但此次省去了這一機構(gòu)，而是共用馬達(dá)側(cè)的水冷機構(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散熱基板傳導(dǎo)至馬達(dá)側(cè)的水冷機構(gòu)，使其冷卻。

　　圖2：簡化冷卻機構(gòu)
由于SiC功率元件可在高溫下工作，因此能夠簡化冷卻機構(gòu)（a）。此次省去了線圈切換電路部的水冷機構(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)安川電機介紹，此次的試制品是為了驗證SiC功率元件的潛在能力。現(xiàn)已確認(rèn)可以實際工作，但面向電動汽車配備時需要進(jìn)行可靠性試驗及長時間驅(qū)動試驗等，這些試驗將在今后實施。也就是說，該SiC功率元件還無法立即配備于電動汽車的驅(qū)動部。

　　不過，可以肯定地說今后SiC功率元件將逐漸替代現(xiàn)有的Si功率元件。在驅(qū)動部使用的二極管及晶體管中，估計首先會從二極管開始改用SiC。這是因為Si二極管因技術(shù)原因，用于延長電動汽車行駛距離時不斷要求的損失削減正接近極限的緣故。“二極管的構(gòu)造比較簡單，所以很難再通過削減損失來提高性能。不改變半導(dǎo)體材料，這個問題就無法解決”（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年時間，其價格的下降使其已可在空調(diào)上應(yīng)用。即使算上汽車用產(chǎn)品的可靠性試驗時間，2015年之前開始配備SiC二極管也沒什么奇怪的。

　　預(yù)計SiC在晶體管上的應(yīng)用會晚于二極管。這是因為，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)。