日前，德国戴姆勒在“PCIM Europe 2018”（2018年纽伦堡电力电子系统及元器件展）上公布了其测算地将SiC MOSFET应用于电动汽车逆变器的影响。戴姆勒公司AE Power Electronics的Alexander Nisch先生对该测算结果进行了说明。

新方案系统成本更低

Nisch先生通过比较新旧两种方案的系统成本，发现通过新方案可以实现成本降低。新方案具体是将驱动电压（DC链电压）从400V增加至约800V，同时在逆变器中使用SiC MOSFET。而与之比较的驱动系统中则使用400V电压，同时采用现有的Si IGBT逆变器，配套组合的二次电池相同。

SiC MOSFET虽然与Si IGBT价格昂贵，但由于其损耗低，相同续航里程下消耗的车载二次电池容量更小，从而降低了总成本。一般device厂商经常发布类似的展示。但作为客户的主机厂，戴姆勒发表这样的试算结果公布还是非常少见的。

根据Nisch先生的说法，逆变器的输出功率密度趋于逐年增加。在保持400 V直流电压的同时，体积越减小，输出电流越大，输出功率密度因此得到改善。

具体而言，2009年逆变器的体积为4.1 L，单相的最大输出电流为215 A。到了2012年，同样的3L体积下最大输出电流到了240A，到2014年达到3.8升下325 A。而到了2016年，相同的3.3升体积下电流提高到了300A。

换算输出功率密度的话，2012年是2009年的1.6倍，而2014年是1.75倍，2016年为1.85倍。据说这种趋势将来也不会改变，密度将会进一步提高。因此，戴姆勒才会试算与当前Si IGBT相比，应用具有低损耗并且适合于小型化的SiC功率器件的影响。

SiC MOSFET的经济性提高7.7％

在此次试算中，假定驱动系统的输出为240 kW，开关频率为10 kHz等。与在DC链路电压400V，并使用耐压750V的Si IGBT的情况相比，相同情况下使用800V，或者1200 V的沟槽型MOSFET SiC的时候，电动车辆所需要的驱动能量可以减小数个百分比。

根据燃料经济性标准“World Wide Harmonized Light Vehicle Text Procedure（WLTP，全球统一轻型车测试标准）”模式，经济性可提高约7.7％。SiC MOSFET具有比Si IGBT更低的损耗，随着DC链路电压的增加电流减小，从而改善了经济性。

然而，SiC MOSFET比Si IGBT昂贵，逆变器的成本需要增加约20％。即便如此，经济性改善的部分，再加上由于在相同的续航距离内所需二次电池的容量减小，逆变器与2次电池组合下来的话，系统成本大约可以降低约6％。

当DC链路电压为400 V并且应用SiC MOSFET时，WLTP模式下的燃料效率改善仅为6.9％。在这种情况下，逆变器的成本增加将超过二次电池成本降低部分，因此系统成本将增加约3％。