Quel sera l’impact de l’adoption du SiC sur les coûts des onduleurs pour véhicules électriques ? - Connaissances

L'adoption du carbure de silicium (SiC) dans les onduleurs de traction des véhicules électriques présente une équation coût-bénéfice complexe qui remodèle actuellement le secteur. Bien que les MOSFET SiC offrent une efficacité et des performances supérieures à celles des IGBT silicium traditionnels, leur coût initial nettement plus élevé-actuellement3 à 5 fois supérieur à celui des IGBT en silicium-est le principal obstacle à une adoption généralisée. L’impact sur les coûts des onduleurs n’est donc pas une simple réduction, mais un changement dans la composition des coûts qui peut être géré de manière stratégique.

Le coût direct du remplacement du silicium parSiCest conséquent. Cependant, le calcul devient plus favorable au niveau du système. Le rendement plus élevé du SiC et les pertes de commutation réduites, qui sont à peu près39,8 % inférieurs à ceux des onduleurs à base de Si-, peut réduire la consommation globale d’énergie. Ceci, à son tour, pourrait permettre aux constructeurs automobiles d’utiliser une batterie plus petite pour atteindre la même autonomie, compensant ainsi le coût élevé des dispositifs SiC. De plus, la conductivité thermique supérieure du SiC lui permet de fonctionner à des températures plus élevées, potentiellementsimplifier ou réduire la taille du système de refroidissementet générer des économies supplémentaires. Cette capacité à réduire les dépenses au niveau du système signifie que l'impact sur les coûts nets est plus nuancé que ne le suggère le prix du module à lui seul.

SiC Powder

En réponse au coût élevé d'un produit purSiCsolution, une innovation majeure est apparue :modules d'alimentation hybridesqui combinent des MOSFET SiC avec des IGBT en silicium. Par exemple, l'HybridPACK Drive G2 Fusion d'Infineon permet à un onduleur de traction d'atteindre une efficacité SiC proche du -plein-avecseulement 30 % de SiC et 70 % de silicium. Cette conception réduit la quantité de SiC par véhicule tout en maintenant un rapport coût-performance beaucoup plus proche de celui de toutes les-conceptions en silicium. Les avantages sont en cours de validation sur le marché ; un partenariat entre XPeng et le fabricant de semi-conducteurs SMIC a amené une solution SiC hybride à la production de masse, visant à rendre les avantages de la plate-forme 800 V plus accessibles aux véhicules grand public.

L'effet de l'adoption du SiC sur les coûts des onduleurs dépend également deprogrès d’échelle et de fabrication. Les entreprises investissent massivement dans de nouvelles installations de production plus grandes pour réduire les coûts. Même si le coût du SiC devrait rester supérieur au silicium au cours des prochaines années, la trajectoire est à la baisse. Une analyse basée sur un modèle-suggère que les commutateurs hybrides sont particulièrement optimaux pour les véhicules rechargeables-avec unCapacité de la batterie de 10 à 30 kWh, où le compromis coût-bénéfice-est le plus favorable. Cependant, il convient de noter que pour les applications-hautes performances, certaines innovations industrielles continuent de favoriser toutes les solutions-SiC. Par exemple, Infineon a récemment introduit un module SiC 1 300 V capable de fonctionner à205 degrés, qui peut réduire considérablement la complexité et le coût du système de refroidissement, démontrant que la voie à suivre pour réduire les coûts comporte de multiples-facettes.