私たちの前の記事では、SICは広帯域ギャップ半導体材料であり、従来のシリコン（Si）材料に比べて、破壊電界強度が高く、熱伝導率が高く、キャリア移動度が高いと述べています。これらの特性により、SiCデバイスは高温、高電圧、高周波でも安定した動作を維持することができ、従来のシリコンベースデバイスに比べて、SiCデバイスはより高い温度とより高い電圧で動作することができ、システムの効率と信頼性を大幅に向上させることができる。

電気自動車技術の発展を推進する重要な要素の一つとして、シリコン炭化物（SiC）デバイスはその卓越した性能のために業界の焦点となりつつある。電気自動車システムの効率化におけるSiCデバイスの役割は特に注目されており、それらはエネルギー利用率を高めるだけでなく、電池寿命を延長し、最終的にはより長い航続距離とより低い総所有コストを実現することができる。

一、SiCデバイスはどのように電気自動車のシステム効率を向上させるか

導通損失の低減：SiCパワーデバイスの導通抵抗は同じサイズのシリコンデバイスよりずっと低い。電気自動車の牽引駆動システムにおいて、これは同じ電力量を伝送する場合、SiCデバイスが発生する熱がより少なくなり、エネルギー損失が低減され、システム全体の効率が向上することを意味する。

スイッチング損失の低減：SiCデバイスのスイッチング速度はシリコンデバイスをはるかに超えており、これにより、電流をスイッチングする際に発生する損失がより低くなります。電気自動車のインバータとDC/DCコンバータにSiCデバイスを応用することで、スイッチング中のエネルギー損失を大幅に削減し、エネルギー効率をさらに向上させることができる。

熱管理効率の向上：SiCデバイスの熱伝導率はシリコンデバイスより3倍近く高く、これはデバイスから熱をより効果的に導出できることを意味する。この改善された熱管理能力は冷却システムの負担を軽減し、冷却システムのエネルギー需要を減少させ、全体的なエネルギー効率を向上させる。

より高い動作電圧をサポート：SiCデバイスはより高い電圧で安定して動作することができ、これにより電気自動車は電力密度を低下させることなく、より高い動作電圧を採用することができる。より高い電圧レベルは、動作電流を低減し、エネルギー損失をさらに低減することができる。

縮小体積と重量：SiCデバイスの高効率の特徴のおかげで、SiCデバイスを使用した電気自動車電力システムはよりコンパクトで軽量に設計することができる。これは材料の使用を減らすだけでなく、電気自動車の動力性能の向上とエネルギー消費の削減にも役立ちます。

二、実際の応用例

電気自動車の分野では、SiCデバイスは牽引インバータ、充電器、DC/DCコンバータなどの重要なシステムに広く応用されている。例えば、大手電気自動車メーカーの中には、エネルギー効率を向上させるだけでなく、車両の重量を軽減し、車両がより長い航続距離を達成できるようにするための高性能モデルにSiCベースインバータを使用し始めているものもあります。

SiCデバイスはエネルギー利用率の向上、システム損失の低減、熱管理効率の改善及びより高い動作電圧のサポートを通じて、電気自動車に顕著なシステム効率の向上を提供した。

SiC技術の成熟とコストのさらなる低下に伴い、将来的には電気自動車分野への応用がより広くなり、電気自動車技術の進歩と環境の持続可能な発展の促進に重要な力を貢献することが予想される。