意法半導體公司(ST)是全球領先的半導體供應商,橫跨多個電子應用領域,已被雷諾-Nissan-三菱聯盟指定為高效碳化硅(SiC)技術合作伙伴,為該聯盟即將推出的新一代電動汽車的先進車載充電器(OBC)提供STMicroelectronics設備。
雷諾-Nissan-三菱聯盟計劃使用新的碳化硅電源技術開發一種更高效、更緊湊的大功率汽車充電器,這將通過縮短充電時間和增加續航里程來進一步增強電動汽車的吸引力。作為雷諾-Nissan-三菱聯盟的先進碳化硅技術合作伙伴,意法半導體將提供設計集成支持,幫助聯盟最大限度地提高車載充電器的性能和可靠性。
意法半導體還將為雷諾-Nissan-三菱聯盟提供充電器相關組件,包括標準硅器件。意法半導體含碳化硅的汽車充電器計劃于2021年投入大規模生產。
“作為零排放電動汽車的先鋒和全球領導者,我們的目標仍然是成為世界主流大眾市場和最大的經濟型電動汽車供應商,”聯盟電動和混合動力系統設計副總裁菲利普舒爾茨(Philippe Schulz)表示。“通過在OBC使用ST的SiC技術實現小尺寸、輕重量和高能效,再加上電池效率的提高,我們將能夠縮短充電時間,延長電動汽車的續航里程,從而加快電動汽車的普及。”
意, 法半導體公司營銷、通信和戰略發展總裁馬可卡西斯說:“碳化硅技術可以減少車輛對化石燃料的依賴,提高能源使用效率,并為世界環境保護做出貢獻。ST成功開發了SiC的制造工藝,建立了符合工業標準的商用SiC 產品組合(包括汽車級產品)。在長期合作的基礎上,我們正在與雷諾-Nissan-三菱聯盟合作,以實現碳化硅給電動汽車帶來的諸多優勢。此外,合作項目還將提供性能優越、合理價格的高性能SiC芯片和系統,通過提高規模經濟確保成功。”
在沒有家用充電系統或超級充電樁的情況下,電動汽車需要使用車載充電器來處理標準的路邊充電問題。充電時間取決于車載充電器的額定功率。如今,電動汽車車載充電器的額定功率在3kW至9kW之間。
作為世界領先的電動汽車品牌,雷諾-Nissan-三菱聯盟為雷諾佐伊開發了一款22kW的汽車充電器,約一小時即可充滿電。現在,通過升級汽車充電器,利用意法半導體的碳化硅功率半導體(MOSFET和整流器二極管)的出色能效和小尺寸,雷諾-Nissan-三菱聯盟可以進一步降低充電器的尺寸、重量和成本,同時提高充電效率,使未來的型號對用戶更具吸引力,更環保。全新緊湊型大功率汽車充電器,讓設計師更自由地設計車輛外觀,優化車輛車身結構、重量分布和駕駛性能。
碳化硅技術
SiC是一種成熟的功率半導體技術,可用于開發高效功率開關(MOSFET)和整流器(二極管)。產品的可靠性已經過實驗驗證,有可信的測試數據。從工程技術的角度來看,碳化硅是一種寬帶隙(WBG)半導體材料。與傳統硅基材料相比,碳化硅具有更高的開關頻率和工作溫度,更小的尺寸和形狀因子。這些優勢使芯片設計人員能夠更好地控制器件特性,更好地平衡重要參數,如物理尺寸、MOSFET導通電阻(RDS(ON))、二極管直流電壓(VF)、電容和柵極電荷等。與傳統硅相比,寬帶隙半導體可以承受更高的單位面積輸入電壓,這使得輕質元件非常耐用且節能。
除了汽車充電器等汽車應用外,意法半導體的碳化硅MOSFET和整流管還廣泛應用于可再生能源、工業自動化、高壓DC配電、數據中心電源等設備領域的功率調節和轉換,以及能效最重要的智能照明系統。