Højeffektive siliciumcarbid chips reducerer strømtabet i elektriske køretøjer markant

DENSO CORPORATION, en førende OE-mobilitetsleverandør og moderselskab for DENSO Eftersalgsmarkedet, har annonceret udviklingen af sin første inverter med siliciumcarbid (SiC) halvledere. Denne inverter, som er indbygget i eAxle, et elektrisk køremodul udviklet af BluE Nexus Corporation, vil blive brugt i den nye Lexus RZ, bilproducentens første dedikerede batterielektriske køretøjsmodel (BEV), som blev lanceret i slutningen af marts 2023.

SiC power halvledere, som består af silicium og kulstof, reducerer effekttabet betydeligt sammenlignet med silicium (Si) power halvledere. I en køretest, udført under særlige forhold af en BEV med en SiC-halvleder inverter, blev der påvist en reduktion i effekttabet på mere end 50% sammenlignet med en BEV, der brugte en inverter med en traditionel Si-halvleder. Som et resultat af at bruge en SiC-halvleder inverter forbedres BEV'ens energieffektivitet, og dens rækkevidde forlænges.

Nøgleelementer i udviklingen af den nye inverter

SiC power-halvledere med DENSOs unikke trench-type metal-oxid-halvleder (MOS)-struktur*1 forbedrer output pr. chip, da de reducerer effekttab forårsaget af genereret varme, hvilket gør det muligt for den unikke struktur at opnå en høj spænding og lav On-modstand*2 drift.

Nøgleelementer i den nye fremstilling af inverteren

Baseret på den højkvalitets-teknologi, der er udviklet i fællesskab af DENSO og Toyota Central R&D Labs., Inc., anvender DENSO SiC epitaksiale skiver*3, der inkorporerer resultaterne af arbejde bestilt af New Energy og Industrial Technology Development Organization (NEDO). Som et resultat har DENSO halveret antallet af krystaldefekter, der forhindrer enheden i at fungere normalt på grund af uorden i krystallens atomare placering. Ved at reducere krystalfejl sikres kvaliteten og den stabile produktion af SiC power halvleder enheder, der bruges i køretøjer.

DENSO Power Card

DENSO kalder sin SiC-teknologi „REVOSIC®“ og bruger den til at udvikle omfattende teknologier til produkter lige fra skiver til halvleder enheder og moduler såsom power cards. DENSO vil bidrage til realiseringen af et kulstofneutralt samfund ved hjælp af udvikling, der sigter mod mere effektiv energistyring af køretøjer, og samtidig udnytte tilskuddet fra Green Innovation Fund (GI Fund) *4, som blev vedtaget i 2022.

*1 DENSO's unikke MOS-struktur af grøft-type: Halvleder enheder med en trench gate, der bruger DENSO's patenterede teknologi til afspænding af elektriske felter.

*2 On-modstand: En måling af, hvor let strømmen ledes: jo lavere værdi, jo lavere effekttab.

*3 SiC epitaksiale skiver: Enkelt krystallinske SiC-skiver med epitaktisk dyrket tyndt lag

*4 Grøn Innovationsfond (GI-fonden): GI Fund blev oprettet af Ministeriet for Økonomi, Handel og Industri (METI) og tildelt NEDO med det formål at opnå kulstofneutralitet inden 2050. DENSO er blevet udvalgt til at modtage tilskud til et projekt, der skal udvikle produktionsteknologi til næste generation af halvleder enheder til elektriske køretøjer.

Yderligere oplysninger om DENSO Eftermarkeds-programmet findes online på: www.denso-am.eu