卡车也用SiC？性能竟比硅高378%

前几天，通用汽车等许多车企明确表示要采用SiC，与此同时，卡车采用SiC也提上了日程。

最近，美国能源部资助的一个电动卡车项目，其重点是采用了SiC技术，通过采用一项先进的技术，SiC逆变器的功率密度相比硅方案提高了378%。

据“三代半风向”了解，目前一些国内企业已经将SiC产品应用在欧洲卡车品牌中，随着奔驰、沃尔沃等大企业正在大力推广电动卡车（附在文末），预计SiC很快将被大量采用。

重卡采用新型技术

SiC功率密度提升378%

9月28日，国家可再生能源实验室(NREL)官网宣布，他们与卡车引擎制造商John Deere公司合作开发了一种先进的新技术，将重型电动卡车中SiC逆变器的功率密度提高了378%。

而这得益于一项创新的热管理系统技术，这项设计得到了美国能源部的资助。

据NREL专家Kevin Bennion介绍，“这个SiC热管理设计创新的关键是提高传热系数，从而能够高效、持续地自我冷却，而且实现了无与伦比的功率密度。”

他解释道，逆变器的功率输出取决于逆变器功率模块的最高温度限制，一旦超出限制就会有过热和关机的风险。

尽管SiC具备低损耗和耐高温等优势，但是由于现有的封装技术不够先进，导致SiC很难发挥真正的实力，例如耐温超过200℃。

为了解决这个问题，NREL研究人员开发了一种先进的热管理系统，来优化SiC逆变器的系统效率，同时采用了115°C的水-乙二醇冷却剂，对SiC模块进行冷却。

通常，EV逆变器热管理的常见策略是在组件表面上平行运行流体冷却剂，以及采用能够传递热量的快速冷却系统。

而为了将逆变器和电源模块的热量传导出去，NREL将垂直射流与基于微型通道和微型歧管的冷却系统相结合。这种设计实现了非常高的导热系数——高达9.3万W/m2-K，是当前商业系统的4倍以上。

此外，为了确保逆变器的耐用性，传统的重卡逆变器需要单独的冷却系统才能成功运行。而NREL设计将简化的发动机冷却剂架构应用在现有的柴油发动机冷却系统。

由于无需单独的冷却回路，这种新颖的热机械设计使SiC逆变器的功率密度达到43kW/升，这比基准硅系统提高了378%。

奔驰、沃尔沃…都将量产

未来50%重卡将电动化？

相比小轿车，重型卡车更需要加快电动化，因为在运输领域中，它的温室气体排放量占比高达39%。

根据国家电投的测算，在全国1000万辆重卡中，短倒场景的重卡有100万辆。这部分重卡若全部实现电动化，可减少柴油消耗396亿升，减少1亿吨二氧化碳、126万吨氮氧化物、0.72万吨颗粒物排放。

全球卡车正在迅速上演电动化，比如美国加州推出了2045年前全部改为电动卡车的新规，而车企也非常积极推广电动卡车。

欧洲方面，“卡车七剑客”（奔驰、斯堪尼亚、沃尔沃、曼恩、达夫、雷诺和依维柯）都已发布了电动卡车，比如2021年6月30日，梅赛德斯-奔驰发布了纯电动卡车eActros，预计2022年量产落地。大众旗下的斯堪尼亚汽车宣布，2030年一半卡车销量将改为纯电动汽车。

日本方面，2022年，日野汽车和五十铃汽车将首次推出小型纯电动（EV）卡车。

中国方面，2013年比亚迪首款卡车电动轻卡T5的正式亮相，历经8年时间，比亚迪先后布局了纯电动微面、微卡、轻卡、中卡、重卡和矿用车等众多产品。而国家电投已落地换电重卡及工程机械累计突破5000台，运营里程累计超过600万公里。

而重卡也越来越受欢迎，2021年10月6日，沃尔沃宣布，获得了丹麦航运和物流公司DFDS A/S的100辆电动卡车订单，将在2022年第四季度交付第一批车，分批交付将持续到2023年年底。

而中国电动卡车甚至抢占了日本车企的地盘。据日经中文网8月份报道，日本物流企业SG控股将采用7200台中国广西汽车集团的轻型纯电动卡车，预定于2022年9月交付。另外，日本HW ELECTRO也推出了采用中国卡车改造而成的纯电车型。

相关企业也非常看好电动卡车市场前景，据国家电投党组副书记、董事祖斌介绍，“十四五”期间，到2025年，国家电投计划新增总投资规模1150亿元，推广重卡20万台等。

卡车电动化也面临如今小轿车电动化所遭遇的充电、价格等挑战，但可以确定的是，随着法规越发越严格，电动卡车市场越来越明朗，市场空间也非常大。

而这将为SiC创造出更多的机遇，据了解，目前精进电动等企业，已经将SiC供货给德国曼恩（MAN）、斯堪尼亚（SCANIA）等知名车企，预计不久的未来会有更多的SiC卡车应用案例涌现出来。