전력 전자 장치의 SiC로의 전환을 촉진하기 위해 대중 시장 EV에 800V 채택

뉴스 : 시장

28 2월 2023

전기 자동차(EV) 전력 전자 장치에 대한 수요는 주로 배터리 전기 자동차(BEV) 자동차 시장의 급속한 성장에 힘입어 향후 15년 동안 급격히 증가할 것입니다. 시장 분석 기관인 IDTechEx는 연평균 복합 성장률(CAGR)을 예측합니다. 향후 XNUMX년간 전 세계적으로 XNUMX% 증가할 것입니다. 현재 BEV 자동차의 가중 평균 배터리 용량은 모든 지역에서 증가하고 있으며, 이로 인해 배터리 공급망에 압력이 가해지고 불확실성이 커지고 있습니다. 그 결과 구동 사이클 효율성이 파워트레인 설계의 최우선 과제가 되어야 하며, 이는 고전압 WBG(광대역폭) 전력 전자 장치의 시대가 왔다는 것을 의미합니다.

새로운 IDTechEx 보고서 '전기 자동차용 전력 전자장치(2023~2033년)'는 실리콘, 탄화규소(SiC), 질화갈륨(GaN) 반도체, 다이 부착 재료, 와이어 본딩 및 열 관리를 포함하여 진화하는 반도체 및 패키지 재료에 대한 통찰력을 제공합니다. , 전압(600V, 1200V) 및 반도체 유형(Si, SiC, GaN)별로 분류된 인버터, 온보드 충전기(OBC) 및 DC-DC 컨버터에 대한 단위 판매, GW 및 US$ 수요를 자세히 설명하는 예측입니다.

IGBT(실리콘 절연 게이트 양극 트랜지스터)는 EV 전력 전자 장치를 포함하여 20년 동안 중전력 및 고전력 장치 범위를 지배해 왔지만 차세대 WBG 재료인 SiC 및 GaN에 자리를 내주고 있습니다. 더 높은 온도에서 작동하는 고전압 및 고전력 밀도 모듈이 추세가 되면서 이는 패키지 재료를 포함한 새로운 전력 장치의 설계에 근본적으로 영향을 미칠 것입니다.

350~400V에서 800V 이상으로 이동하는 데 자주 인용되는 두 가지 드라이버는 DCFC(DC 고속 충전)의 더 높은 전력 수준(예: 350kW)과 드라이브 사이클 효율성 향상입니다. 오늘날 DCFC 호환성은 AC 충전기에 비해 가용성이 낮고 800V 인프라와 관련된 높은 비용으로 인해 상대적으로 약한 드라이버입니다. 실제로 IDTechEx의 '전기 자동차 및 차량용 충전 인프라 2022~2032' 보고서에서는 3년에 약 2022만 개의 AC 충전 설치가 발생한 것으로 추정하며, 이는 50,000kW 이상의 DCFC가 약 100개 설치되는 것과 비교됩니다. 또한 더 높은 수준의 DCFC가 더 최적이긴 하지만 반드시 800V로 전환되는 것은 아닙니다. Tesla는 250V 플랫폼을 넘어서지 않고도 350kW 슈퍼차저를 배치한 좋은 예입니다.

800V에 대한 효율성 주장이 더 강력합니다. 이를 통해 줄 손실을 줄이고 고전압 케이블의 크기를 줄일 수 있습니다. SiC MOSFET과 결합하면 일반적으로 5~10%의 효율성 향상이 가능해 잠재적으로 값비싼 배터리의 크기를 줄이고 비용을 절감하거나 차량의 주행 거리를 향상시켜 경쟁 우위를 확보할 수 있습니다.

하지만 지금은 자동차 산업에 어려운 시기이고 800년에는 2022V 채택에 몇 가지 함정이 있었습니다. 최초의 900V 양산차인 루시드 에어(Lucid Air)는 초기 목표 7000대 이후 2022년 약 20,000대가 판매되었습니다. Porsche의 Taycan은 2020~2021년 유럽에서 OEM의 베스트셀러 모델 중 하나였지만 2022년 판매량은 감소했습니다. 둘 다 지속적인 부품 부족과 공급망 문제(예: 러시아-우크라이나 전쟁으로 인한 와이어 하니스 부족)의 결과입니다. .

반면 현대차는 800V 플랫폼의 성공을 입증하고 있다. 아이오닉 800와 기아 EV70,000 모델의 인기에 힘입어 5V E-GMP(Electric – Global Module Platform)를 탑재한 모델의 국내 판매량은 연간 약 6만대로 두 배 이상 증가했다. 이는 800V 자동차 시장을 럭셔리 부문에서 벗어나 처음으로 주류 자동차 부문으로 끌어들이는 것입니다. 현대차는 빠른 성장을 지원하기 위해 SiC 공급 파트너십을 다각화하고 있으며, 2022년에 Onsemi 및 STMicroelectronics와 새로운 계약을 체결하여 Infineon 및 Vitesco와의 기존 관계를 추가하고 있습니다.

중국은 또한 800년 BYD, XPeng, Great Wall Motors, GAC 등 주요 OEM의 개발 계획을 통해 2022V 차량으로의 전환을 예고하고 있습니다. 이러한 차량은 SiC MOSFET을 사용할 가능성이 높으며, 이를 통해 중국은 6.5년에 2022만 대 이상의 EV를 판매함에 따라 SiC 업계가 세계 최대 EV 시장에 진출할 수 있게 됩니다.

1200V SiC MOSFET(800V 차량 플랫폼에 채택)이 구동 사이클 효율성을 최적화하는 데 핵심적인 역할을 하겠지만 이는 여전히 퍼즐의 한 조각일 뿐입니다. 주행 사이클 효율성은 배터리 화학 개선부터 태양광 차체, 차량당 고전압 케이블 감소, 600V SiC, 향상된 모터 설계 등에 이르기까지 다양한 영역에서 향상될 수 있습니다. 자동차 제조업체의 임무는 배터리 공급이 부족해지지 않도록 전반적인 구동 사이클 효율성을 지속적으로 개선하기 위해 노력하는 것입니다.

태그 : 전력 전자 SiC 전력 MOSFET

방문 www.IDTechEx.com/PowerElec