電気自動車のアーキテクチャが800Vにアップグレードされると、高電圧デバイスの基準もそれに応じて引き上げられ、インバータも従来のIGBTデバイスからSiC材料のMOSFETデバイスに置き換えられます。インバータ自体のコストはバッテリー部品に次いで高く、SiCにアップグレードするとコストはさらに上昇します。
しかし、OEMにとって、SiCの適用は一般的にパワーデバイスのコストだけでなく、車両全体のコスト変動も考慮する必要があります。そのため、SiCによるコスト削減と高コストのバランスを取ることが重要です。
SiCに関して言えば、最初にそれを試みたのはテスラでした。
2018年、テスラはモデル3で初めてIGBTモジュールをシリコンカーバイドモジュールに置き換えました。同じ出力レベルでは、シリコンカーバイドモジュールのパッケージサイズはシリコンモジュールよりも大幅に小さく、スイッチング損失は75%削減されます。さらに、IGBTモジュールの代わりにSiCモジュールを使用することで、システム効率を約5%向上させることができます。
コスト面では、交換コストが約1,500元増加しました。しかし、車両の効率向上により搭載バッテリー容量が削減され、バッテリー側のコストは削減されました。
これはテスラにとって大きな賭けと言えるでしょう。巨大な市場規模がコストを相殺します。テスラはまた、この大きな賭けによって400Vバッテリーシステムの技術と市場を獲得しました。
800Vに関しては、ポルシェが2019年に全電気自動車タイカンスポーツカーに800Vシステムを搭載して先頭に立って、電気自動車の800V高電圧アーキテクチャをめぐる軍拡競争を引き起こした。
ポルシェの視点からコストを分析するのは、どこか「不適切」な気がします。結局のところ、高級車効果とブランドのプレミアム感に焦点を当てているからです。
しかし、技術開発と応用の面から見ると、これは車体全体に影響を及ぼす一大プロジェクトです。例えば、800Vの高電圧充電では、バッテリーパックの電圧を相対的に800Vまで上げる必要があります。そうしないと、大きな充電電流によってバッテリーパックが焼損してしまいます。さらに、充電システムだけでなく、バッテリーシステム、電動駆動システム、高電圧アクセサリー、ワイヤーハーネスシステムにも影響を及ぼし、車両の始動、走行、エアコンの使用などにも影響を与えます。
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投稿日時: 2024年3月19日
