電動車輛需要 800 V，而 800 V 需要碳化矽
800 伏特的電動車輛 (EV) 已經問世，而且還會有更多。800 V 系統最早出現在保時捷 Taycan 和奧迪 e-Tron GT 等豪華電動車輛上，後來成為了現代 Ioniq5 和起亞 EV6 的主流系統。通用汽車和 Rivian 宣佈未來的電動車輛將支援 800 V。[1] 其他車輛也有望效仿。
800 V 的使用意義重大，因為它是當今 400 V 傳動系統的兩倍。兩倍的電壓可以將充電時間減半。現代 Ioniq5 和起亞 EV6 會消耗 200 kW 的功率，並在 18 分鐘內從 10% 充電至 80%。保時捷 Taycan 可以在 22.5 分鐘內從 5% 充電至 80%。在 400 V 條件下處理 100 kW 的充電電纜和連接器可以在 800 V 條件下提供 200 kW。儘管 800 V 的電壓本身並不能顯著增加續航里程，但可以透過加快充電速度來減少續航里程焦慮。
此外，兩倍的電壓還能在指定功率等級下將電流減半，從而縮減電纜的尺寸和重量，以製造出重量更輕的電動車輛。電流越低，意味著更環保的電動車輛產生的熱量越少。電壓越高，繞組越小，牽引馬達設計的功率密度和效率越高。[2]
800 V 電動車輛需要碳化矽功率轉換器
與矽功率 MOSFET 和 IGBT 相比，碳化矽 (SiC) 具有更高的效能。與碳化矽 SiC 的 3.26 eV 頻帶間隙相比，矽的頻帶間隙約為 1.12 電子伏特 (eV)，因此 SiC 裝置在溫度升高情況下的漏電流較低。
與矽 (0.3 MV/cm) 相比，碳化矽 SiC 具有更高的崩潰臨界電場電壓 (2.8 百萬伏/公分 (Mv/cm))，顯著降低了開啟電阻。較高的崩潰磁場使 SiC 裝置比矽裝置更薄，從而降低了切換損失，提高了載流能力並實現了更快的切換速度。因此，SiC MOSFET 可以像矽 MOSFET 一樣支援高頻切換，但電流和電壓額定值與 IGBT 相似，非常適合電動車輛中的功率轉換器。
與採用慢速切換 IGBT 的設計相比，使用碳化矽 SiC 的高頻切換可產生更小的功率轉換器。
與矽相比，導熱性是碳化矽 SiC 的另一個亮點。對於指定的功率消耗，碳化矽 SiC 的導熱性越高，接面溫度 (Tj) 上升幅度越小。SiC MOSFET 還可以處理比矽裝置更高的接面溫度。SiC 裝置可承受高達 600 ˚C 的最高接面溫度 (Tj(max))，但出於封裝考慮，商用裝置只能承受 175 至 200 ˚C 之間的溫度。另一方面，矽裝置的 Tj(max) 為 150 ˚C，這增加了對冷卻的需求並增加了解決方案的尺寸。
800 V 電動車輛需要採用碳化矽 SiC 的輔助 DC-DC
即使牽引電源匯流排移動到 800 V，電動車輛中的輔助電源匯流排預計仍將保持在 24 VDC 或 48 VDC。電動車輛需要高度整合、重量輕且高效的技術來實作 800V 至 24V 或 48V DC-DC 轉換器。
輔助電源供應器設計人員可以使用符合 AEC Q100 標準的高壓 InnoSwitch3-AQ 系列電源供應器 IC。這些 IC 整合了 1700 V SiC MOSFET 和增強型絕緣。它們最多可減少 50% 的元件數量，從而實現極輕薄小巧的輕便型解決方案。
這些電源供應器 IC 在整個負載範圍內提供高達 90% 的效率。在無負載條件下，其功耗低於 15 mW，能夠在電動車輛電池管理系統中減少自放電，並且工廠、組裝和測試場所擁有通過 IATF16949 認證的汽車品質管理系統。
參考資料
[1] https://www.greencars.com/post/new-800-volt-fast-charging-systems
