光伏發(fā)電構(gòu)成的新型電力系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、 碳中和的重要組成部分，勢(shì)必與儲(chǔ)能融合，推動(dòng)光儲(chǔ)充-體化的發(fā)展。隨著800V新能源汽車的快速發(fā)展，快速充電樁未來(lái)將融入光儲(chǔ)充-體化，構(gòu)成新型電力系統(tǒng)或微電網(wǎng)。一方面，壓雙向充放電是新型光儲(chǔ)充系統(tǒng)的典型特征，碳化硅器件通過(guò)升級(jí)模塊功率及能量轉(zhuǎn)化效率，將在超級(jí)快充基建中廣泛應(yīng)用，另一方面，新能源汽車是碳化硅功率半導(dǎo)體最大的應(yīng)用場(chǎng)景，碳化硅憑借其耐高壓、 耐高溫、和高頻特點(diǎn)，在高壓系統(tǒng)中有望快速替代硅基和IGBT，大幅提高汽車性能并優(yōu)化整車架構(gòu)。除充電樁與無(wú)線充電外，碳化硅功率半導(dǎo)體還有多個(gè)應(yīng)用車載場(chǎng)景，包括電機(jī)控制器、車載充電機(jī)OBC，DCDC轉(zhuǎn)化器，及空氣壓縮機(jī)等。
光伏逆變器將光伏面板產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)化為交流電以用于電網(wǎng)，是太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件。光伏逆變器的轉(zhuǎn)化效率，直接影響整個(gè)光伏系統(tǒng)的發(fā)電效率。SiC器件作為寬禁帶半導(dǎo)體，長(zhǎng)處正是更高的能源轉(zhuǎn)化效率，其性能優(yōu)勢(shì)與光伏逆變器的迭代需求有著較高的契合度。相對(duì)Si基器件，SiC能為光伏逆變器帶來(lái)更高的轉(zhuǎn)換效率、更低的能量損耗，從而有效縮小系統(tǒng)體積、增加功率密度、延長(zhǎng)器件使用壽命、降低生產(chǎn)成本。目前，商用光伏系統(tǒng)多以兩級(jí)式光伏為主。前級(jí)（DC/DC變換器）的功能是升壓和MPPT，后級(jí)（DC/AC）實(shí)現(xiàn)逆變并網(wǎng)，耐高壓SiC MOSFET與大電流的SiC二極管將大顯身手。
儲(chǔ)能系統(tǒng)提高了電網(wǎng)運(yùn)行的效率，減少了在電網(wǎng)高峰時(shí)期的局部電量擁塞造成線路損耗。儲(chǔ)能系統(tǒng)還可以減少為滿足用電系統(tǒng)高峰需求而建造更多發(fā)電廠的需要。ESS的核心部件是雙向DC/DC和DC/AC功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，它將所有的電網(wǎng)、光伏電池板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、電動(dòng)汽車和電池連接在一起，并實(shí)現(xiàn)它們之間的功率轉(zhuǎn)換。SiC技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)高壓、高頻和高效率的解決方案，這是所有儲(chǔ)能系統(tǒng)的關(guān)鍵要求。基于SiC器件的儲(chǔ)能系統(tǒng)將在優(yōu)化配電、穩(wěn)定電網(wǎng)、平滑電力需求、更好地利用可再生能源等方面發(fā)揮更大作用。
目前，快充能力（5-10分鐘基本充滿）將是新能源汽車全面替代燃油車的最后一塊拼圖，SiC將在其中發(fā)揮重要作用。越來(lái)越多的車企正在朝著800V平臺(tái)發(fā)展，勢(shì)必將在充電樁領(lǐng)域?qū)敫邏捍蠊β誓K，傳統(tǒng)Si基與IGBT器件的阻斷電壓低，疊加多級(jí)拓?fù)鋭t會(huì)對(duì)尺寸和效率造成挑戰(zhàn)。基于SiC的ACDC轉(zhuǎn)換器可以很好地解決這些問(wèn)題，使用更少數(shù)量的器件，占用更少的電路面積，實(shí)現(xiàn)更高的峰值效率。為導(dǎo)入800V充電架構(gòu)，充電樁的充電效率也需要進(jìn)一步提升，直流充電功率從目前低于120kW，不斷提升至350kW，甚至480kW。這意味著需要將目前主流的20kW、30kW的充電模塊平滑擴(kuò)容至40kW甚至更高功率。基于SiC解決方案帶來(lái)的耐高溫、高開(kāi)關(guān)頻率等技術(shù)特征，將助力模塊優(yōu)化電路設(shè)計(jì)、器件選型、風(fēng)道設(shè)計(jì)、溫度保護(hù)，實(shí)現(xiàn)更高的可靠性。
