利用SiC大幅實(shí)現(xiàn)小型化 安川電機(jī)試制新型EV行駛系統(tǒng)

　　安川電機(jī)試制出了利用SiC功率元件的電動(dòng)汽車（EV）行駛系統(tǒng)（圖1）。該系統(tǒng)由行駛馬達(dá)及馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)部構(gòu)成。通過(guò)在驅(qū)動(dòng)部采用SiC功率元件，使得驅(qū)動(dòng)部的體積縮小到了原產(chǎn)品的一半以下。

　　此次展出的試制品以安川電機(jī)已經(jīng)投產(chǎn)的電動(dòng)汽車行駛系統(tǒng)“QMET”為原型。安川電機(jī)為馬達(dá)及逆變器元件的大型供應(yīng)商，由于該公司在行駛系統(tǒng)上采用了SiC功率元件，因此在“第二屆EV及HEV驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)展”上該公司的展位前，眾多參觀者紛紛前來(lái)觀看試制品。

　　QMET的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)部由根據(jù)馬達(dá)轉(zhuǎn)速來(lái)切換線圈的電路及逆變器構(gòu)成。線圈切換電路是安川電機(jī)的自主技術(shù)。據(jù)安川電機(jī)介紹，采用該技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)在低轉(zhuǎn)速區(qū)到高轉(zhuǎn)速區(qū)的所有區(qū)域內(nèi)高效行駛。

　　圖1：在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)部采用SiC
安川電機(jī)的電動(dòng)汽車行駛系統(tǒng)“QMET”由行駛馬達(dá)、逆變器及馬達(dá)的線圈切換電路等驅(qū)動(dòng)部構(gòu)成（a，b）。通過(guò)將驅(qū)動(dòng)部使用的功率元件由原來(lái)的Si制切換成SiC制，使驅(qū)動(dòng)部的體積縮小到了原來(lái)的一半以下（c）。

　　現(xiàn)有的QMET在逆變器的主電路及馬達(dá)的線圈切換電路上分別利用IGBT及稱為功率二極管的Si制功率元件。此次將IGBT替換成了SiC MOSFET，功率二極管替換成了SiC肖特基二極管（SBD）。此次采用的均為羅姆的開發(fā)品（表1）。通過(guò)采用SiC功率元件，逆變器整體體積縮小到了原來(lái)的約1/3，線圈切換電路的體積縮小到了原來(lái)的一半以下。因此，由二者構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)部的體積縮小到了原來(lái)的一半以下。

共用水冷機(jī)構(gòu)

　　通過(guò)采用SiC功率元件可使逆變器及線圈切換線路實(shí)現(xiàn)小型化的理由大致有兩個(gè)。第一個(gè)理由是可大幅削減電力損失。這是因?yàn)榘l(fā)熱量會(huì)隨著電力損失削減而減少，即使小型化導(dǎo)致熱容減少，溫度也不易升高。第二個(gè)理由是，SiC功率元件即使在200℃高溫下也能工作。這樣，可使熱容進(jìn)一步減少，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)小型化。