Wolfspeed 高級總監Guy Moxey:SiC技術在電動公共汽車市場應用

2020-12-17 第三代半導體產業觀察

中國《新能源汽車產業發展規劃(2021—2035年)》於近期正式發布。規劃指出將加快新能源汽車在城市公交等領域的應用,以及力爭經過15年的持續努力,公共領域用車全面電動化。

碳化矽(SiC)技術正在滲入電動公共汽車市場。採用這種技術帶來的主要優勢是提高電動動力總成的效率。最近,宇通和索拉瑞斯Solaris宣布他們在逆變器級別採用碳化矽( SiC)技術。

全面專注於清潔能源公共汽車和公共運輸領域可持續性的國際知名行業媒體Sustainable Bus 就最新行業動態和碳化矽(SiC)在電動公共汽車市場的應用採訪了碳化矽(SiC)技術領先企業Cree | Wolfspeed功率產品市場與應用高級總監Guy Moxey先生。

Q:碳化矽(SiC)技術在電動公共汽車(以及常規公共運輸)領域中有何優勢?

A:與矽(Si)基半導體相比,碳化矽(SiC)半導體的單位尺寸功率更高,可顯著降低開關損耗,提高開關頻率。這意味著能量轉換效率可達 99% 以上,大大減少了能量損失,可在減少二氧化碳排放量方面發揮重要作用。對於包括電動公共汽車在內的電動汽車,這將意味著續航裡程增加 5% - 10%,或者也可以說,在續航能力相同的情況下,對昂貴電池的需求相應降低。對於車載和非車載快速充電應用,碳化矽(SiC)的效率和熱性能也使它成為一個比矽更具吸引力的選擇。

Q:根據您掌握的數據,您對未來幾年電動公共汽車市場的發展做出何種預測?

A:據《研究與市場》(Research and Markets) 發布的一份報告顯示,去年,全球電動公共汽車的市場規模約為 13.6 萬輛,其中 99%在中國銷售。

展望未來,碳化矽(SiC)電動公共汽車預計在未來一年左右面市,市場未來七年將以 27.2%的複合年均增長率CAGR增長。從全球的角度來看,純電動汽車(BEV)預計在2025年將佔汽車產量的7%。事實上,據高盛(Goldman Sachs)預計,70%的純電動汽車(BEV)將採用基於碳化矽(SiC)的逆變器,這一預測是很有希望的。鑑於對碳化矽(SiC)技術的需求日益增加,Cree | Wolfspeed 90億美元pipeline中有 45% 將由汽車領域創造。

Q:您提到碳化矽(SiC)技術「實現了尖峰時段將公共汽車上儲存的電力輸回到電網的公共汽車接入電網(B2G,Bus 2 Grid)技術」。您是否願意介紹這項技術的重要應用?

A:隨著全球電動汽車數量的增長,對電網容量和靈活性的需求也隨之增長。許多新的OBC設計都包含了雙向功率流,讓車輛能夠用於平衡電網上的負載,並且可為大型運營商(例如電動公共汽車車隊)提供重要財務機會。碳化矽(SiC)能夠以更大的功率密度和更有效的方式管理雙向功率流,因此非常適合幫助進一步促進B2G解決方案。我們預計,未來幾年這一領域將繼續受到關注。

Q:貴司與哪些公共汽車製造商有合作?

A:Cree | Wolfspeed今年宣布與宇通集團的合作,在中國率先推進碳化矽(SiC)在電動公共汽車動力總成中的採用。我們對於這一合作的未來發展感到無比興奮。我們還與電動汽車領域的其他多家公司建立了長期合作關係,其中包括德爾福(Delphi)、採埃孚(ZF)、ABB 和大眾汽車(Volkswagen)。

總體而言,汽車行業正在經歷矽到碳化矽(SiC)的全球轉型。與我們溝通過的汽車公司中,約有 90% 正在致力於將基於碳化矽(SiC)的逆變器應用到自己的車輛之中。因此在未來幾年,您將看到越來越多採用碳化矽(SiC)技術的汽車上路。

Q:2019 年末,Cree | Wolfspeed 與 ABB 宣布達成合作。這項合作協議的達成對公共運輸領域會產生什麼影響?

A:是的,Cree |Wolfspeed與 ABB 達成了合作,支持在汽車和工業領域開發高能效的碳化矽(SiC)半導體。具體來說,這一合作旨在將碳化矽(SiC)帶入新的市場,包括高速列車。

Q:貴司最近與宇通達成合作,將在宇通業界領先的新型、高效率電動公共汽車動力總成系統中採用基於Cree | Wolfspeed 1200V 碳化矽(SiC)器件的斯達半導體功率模塊。這項合作是重點面向中國市場還是也面向西方市場?

A:是的,這一合作專注於中國市場,該類公共汽車預計將於 2021 年面市。宇通集團將成為率先集成碳化矽(SiC)技術的電動公共汽車製造商。基於Cree | Wolfspeed 1200V 碳化矽(SiC)器件的斯達半導體功率模塊,在一定程度上助力了高效率動力總成系統的開發。同時,中國的汽車製造商也都在研究將基於碳化矽(SiC)的逆變器集成到他們的設計之中。

Q:您預計碳化矽(SiC)半導體在全球哪些地區公共運輸中的應用,將會實現更快速、更廣泛的發展?

A:在歐洲和亞洲這些公共運輸和個人電動汽車更受歡迎和更為普遍的地區,電動公共運輸將得到越來越廣泛的應用。中國的產業政策激勵車輛效率的提升,這有利於電動汽車(EV)的發展,特別是採用碳化矽(SiC)的電動汽車。在公共汽車方面,中國也出臺了相關政策,鼓勵主要城市電動公共汽車的發展。

總體上講,中國在電氣化方面所做的努力領先於西方國家。歐洲也是一個快速增長的市場,政府對此大力支持,鼓勵發展個人和公共運輸電動汽車,例如「綠色汽車倡議」(Green Cars Initiative)和「歐洲清潔公共汽車部署計劃」(European Clean Bus Deployment Initiative)等激勵措施。哥本哈根、倫敦、柏林和奧斯陸等一些大城市已經宣布計劃停止購買採用傳統燃料(柴油和汽油)的公共汽車。

Q:碳化矽(SiC)技術能否在氫動力傳動系統的發展和演變中發揮作用?

A:Cree | Wolfspeed 碳化矽(SiC)與所採用的動力電池類型無關。我們的碳化矽(SiC)可從電池中獲取能量,並將其轉換為車輛可用的電力。

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