इलेक्ट्रिक वाहनों में SiC और GaN का अनुप्रयोग

सिकMOSFETs ट्रांजिस्टर हैं जो उच्च शक्ति घनत्व, बेहतर दक्षता और उच्च तापमान पर कम विफलता दर प्रदान करते हैं। SiC MOSFETs के ये फायदे इलेक्ट्रिक वाहनों (ईवी) को कई लाभ पहुंचाते हैं, जिनमें लंबी ड्राइविंग रेंज, तेज चार्जिंग और संभावित रूप से कम लागत वाली बैटरी इलेक्ट्रिक वाहन (बीईवी) शामिल हैं। पिछले पांच वर्षों में,सिकटेस्ला और हुंडई जैसे ओईएम के वाहनों में ईवी के पावर इलेक्ट्रॉनिक्स में एमओएसएफईटी का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। वास्तव में, 2023 में बीईवी बाजार में SiC इनवर्टर की हिस्सेदारी 28% थी।

गण मनएचईएमटी एक नई तकनीक है जो ईवी बाजार में अगली बड़ी बाधा बनने की संभावना है। GaN HEMTs बेहतर दक्षता प्रदर्शन प्रदान करते हैं, लेकिन अभी भी अपनाने में महत्वपूर्ण चुनौतियों का सामना करना पड़ता है, जैसे कि अंतिम पावर हैंडलिंग क्षमताएं। SiC MOSFETs और GaN HEMTs के बीच काफी ओवरलैप है, और दोनों का ऑटोमोटिव पावर सेमीकंडक्टर बाजार में एक स्थान होगा।

जैसे-जैसे सुविधाएं तेजी से बढ़ रही हैं, SiC MOSFET प्रदर्शन, विश्वसनीयता और उत्पादन क्षमता की बाधाओं को दूर किया गया है, और इसकी लागत में काफी गिरावट आई है। हालाँकि SiC MOSFETs की औसत कीमत अभी भी समकक्ष Si IGBT से 3 गुना अधिक महंगी है, लेकिन इसकी विशेषताएं इसे टेस्ला, हुंडई और BYD जैसे निर्माताओं के बीच लोकप्रिय बनाती हैं। अन्य कंपनियों ने भी भविष्य में SiC MOSFETs को अपनाने की घोषणा की है, जिनमें स्टेलेंटिस, मर्सिडीज-बेंज और रेनॉल्ट-निसान-मित्सुबिशी एलायंस शामिल हैं।

सिकMOSFETs का फॉर्म फैक्टर छोटा होता है और यह ट्रैक्शन इनवर्टर में इंडक्टर्स जैसे निष्क्रिय घटकों के आकार को भी कम कर सकता है। इन्वर्टर में Si IGBTs को SiC MOSFETs से प्रतिस्थापित करके, BEV हल्के और अधिक कुशल हो सकते हैं, और रेंज के बारे में उपभोक्ता की चिंताओं को दूर करते हुए उनकी रेंज को लगभग 7% तक बढ़ाया जा सकता है। दूसरी ओर, SiC MOSFETs का उपयोग करके, कम बैटरी क्षमता के साथ समान रेंज प्राप्त की जा सकती है, जिससे हल्के, कम लागत वाले और अधिक टिकाऊ वाहन बनाने में मदद मिलेगी।

जैसे-जैसे बैटरी की क्षमता बढ़ती है, उपयोग से समग्र ऊर्जा बचत प्राप्त होती हैसिकMOSFETs भी बढ़ते हैं। शुरू में,सिकMOSFETs और बड़ी बैटरियों को बड़ी बैटरियों वाले मध्य से उच्च अंत वाले ईवी के लिए आरक्षित किया गया था। 50kWh से अधिक की बैटरी क्षमता वाले MG MG4, BYD डॉल्फिन और वोल्वो EX30 जैसे नए मुख्यधारा और किफायती वाहनों के साथ, SiC MOSFETs ने यूरोप और चीन में मुख्यधारा के यात्री कार खंड में प्रवेश किया है। इसके साथ संयुक्त राज्य अमेरिका ने बढ़त हासिल की है, टेस्ला अपने मॉडल 3 में SiC MOSFETs का उपयोग करने वाला पहला प्रमुख OEM है। ऐसी रिपोर्टें हैं कि 2023 और 2035 के बीच SiC MOSFETs की मांग 10 गुना बढ़ जाएगी, जो मुख्य रूप से प्रेरित है। इनवर्टर, ऑन-बोर्ड चार्जर और डीसी-डीसी कन्वर्टर्स में उपयोग के लिए उच्च दक्षता और उच्च वोल्टेज प्लेटफार्मों को अपनाना।

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