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碳化硅:新能源汽车的助推

2014-11-11

 火热了大半年的特斯拉纯电动汽车不仅领跑了世界市场,也带动了中国的汽车市场向新能源新动力技术领域发展。而红火的特斯拉背后,则是碳化硅技术的进一步发展和新应用的日臻成熟。
      诸如碳化硅、氮化镓这类宽禁带材料如今在纯电动汽车技术领域越来越受到重视,特别是汽车电池制造方面。根据Lux研究机构预测,2020年碳化硅或将全面替代硅在汽车电池制造中的应用。
      经济学家们对于宽禁带材料也颇有兴趣,对于一辆特斯拉Model S,使用碳化硅电池则可以实现20%的节能,相当于电池制造成本降低了6000美元,整体汽车成本降低了8%。而对于汽车制造商而言,汽车电池的制造历来是其关注的成本之一。
      据Lux机构研究员Pallavi Madakasira的分析,高效的功率电子设备可以大大缩小汽车的电池尺寸,从而进一步优化汽车线路、散热管理和汽车的整体重量。像汽车里面的娱乐视听设备和电子屏幕等都会在汽车制造过程中额外增加许多功率部件。
 未来宽禁带材料在汽车行业领域的应用主要受益于以下几点:

      较低的节能门槛:
      如果电池成本降低至250美元/千瓦,节能2%,那么碳化硅晶体二极管则是纯电动汽车唯一的也是较为划算的解决方案,而事实上,像这类需要插电的纯电动汽车,其节能极限通常能达到5%左右,大大降低了节能的门槛。

      技术限制低:
      目前,就技术发展水平而言,碳化硅晶体二极管的研发和应用都要比氮化镓技术更加成熟,更能尽早地步入市场。据Lux提供的技术发展线路图,碳化硅晶体二极管或将在2020年全面应用于汽车生产。

      政府政策支持:
      目前,美国、日本和英国等主要汽车生产国家都提供专项基金用于动力电子设备的研发和应用。美国能源部门今年还投资6.9千万美元用于碳化硅汽车电池的研发。日本政府也联合Toyota、Honda、Nissan等著名汽车巨头与高校一起建立产学研体系。

      据七月份的一份报告,全球14个国家25个电力能源公司开始向客户提供碳化硅动力电子设备汽车的报价和关税。