推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)革命

推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)革命

在溫室氣體的人為貢獻(xiàn)者中，能源生產(chǎn)是最重要的。每種 CO 2排放源都是獨(dú)特的工藝和技術(shù)的結(jié)果，無(wú)法集體解決。

交通運(yùn)輸約占溫室氣體排放量的 20%，其中公路運(yùn)輸占總排放量的四分之三。車(chē)輛電氣化是減少道路交通溫室氣體排放戰(zhàn)略的關(guān)鍵組成部分。瑞士信貸估計(jì)，到下一個(gè)十年之初，全球?qū)⑹鄢?6300 萬(wàn)輛新電動(dòng)汽車(chē)；其中，2900 萬(wàn)輛將是全電動(dòng)的。與此同時(shí)，據(jù)行業(yè)觀察家稱，不斷增長(zhǎng)的電力需求將對(duì)電力基礎(chǔ)設(shè)施造成進(jìn)一步壓力。

就電動(dòng)汽車(chē)而言，電氣基礎(chǔ)設(shè)施意味著充電站。公共充電站變得越來(lái)越普遍，但它們的建設(shè)并沒(méi)有跟上電動(dòng)汽車(chē)供應(yīng)量的增長(zhǎng)。除了車(chē)輛成本之外，續(xù)航里程焦慮——擔(dān)心電動(dòng)汽車(chē)在兩次充電之間沒(méi)有足夠的動(dòng)力到達(dá)預(yù)定目的地，從而使汽車(chē)及其乘客陷入困境——是潛在電動(dòng)汽車(chē)購(gòu)買(mǎi)者的主要擔(dān)憂。

充電時(shí)間是一個(gè)相關(guān)的問(wèn)題。目前可用的大多數(shù)充電站都使用交流電源，但最近出現(xiàn)的基于直流的充電器為客戶提供了新的選擇，不僅可以實(shí)現(xiàn)快速充電，還可以實(shí)現(xiàn)雙向充電。

技術(shù)進(jìn)步正在降低電動(dòng)汽車(chē)的成本，但最重要的是實(shí)現(xiàn)了許多消費(fèi)者所要求的更大范圍的效率。更高功率密度的電池、更高效的電動(dòng)機(jī)和適用于整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)的新型寬帶隙半導(dǎo)體解決方案相結(jié)合，使電動(dòng)汽車(chē)更容易被更廣泛的駕駛員使用。

電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)正在推動(dòng)全球多個(gè)地區(qū)和汽車(chē)類(lèi)別對(duì)電動(dòng)機(jī)的巨大需求激增。一個(gè)關(guān)鍵的新興電機(jī)技術(shù)是軸向磁通。在軸向磁通電機(jī)中，磁通量平行于旋轉(zhuǎn)軸，與徑向磁通電機(jī)中的垂直磁通方向相反。

氮化鎵和碳化硅解決方案非常適合用于電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力汽車(chē)的 AC/DC 車(chē)載充電器和高壓轉(zhuǎn)低壓 (HV-to-LV) DC/DC 轉(zhuǎn)換器。到 2025 年，預(yù)計(jì)全球每售出 10 輛汽車(chē)中就有一輛是 48-V 輕度混合動(dòng)力汽車(chē)。在輕度混合動(dòng)力車(chē)中使用 48 V 系統(tǒng)可以提高燃油效率，在不增加發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸的情況下提供 4 倍的功率，并有助于在不增加系統(tǒng)成本的情況下減少排放。

到 2024 年，搭載 SiC 基 MOSFET 的乘用電動(dòng)汽車(chē)的銷(xiāo)量將超過(guò)搭載 Si IGBT 的電動(dòng)汽車(chē)的銷(xiāo)量。隨著逆變器的 SiC 市場(chǎng)份額的增長(zhǎng)，該行業(yè)正在消除廣泛商業(yè)化的最后障礙，例如 SiC 傳統(tǒng)上較高的成本與傳統(tǒng)的 Si 相比。確保足夠的 SiC 晶圓供應(yīng)仍然是業(yè)界迫切關(guān)注的問(wèn)題。領(lǐng)先的襯底制造商已在晶體生長(zhǎng)方面進(jìn)行了大量投資，以滿足不斷增長(zhǎng)的 SiC 需求，而幾乎所有領(lǐng)先的設(shè)備制造商都購(gòu)買(mǎi)了內(nèi)部晶圓技術(shù)或提高了現(xiàn)有的晶圓能力。

不僅續(xù)航里程更長(zhǎng)的電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)該成為標(biāo)準(zhǔn)，而且如果道路上的每輛汽車(chē)都是電動(dòng)的，那么電池需要更經(jīng)濟(jì)、更快地充電。一些公司正在開(kāi)發(fā)用于組件冷卻和電池化學(xué)的新材料，以在最低工作溫度下實(shí)現(xiàn)最高效率。增加電動(dòng)汽車(chē)電池中硅的數(shù)量是一種受到關(guān)注的制造方法。電動(dòng)汽車(chē)中電池的使用促使新一代充電監(jiān)控設(shè)備的開(kāi)發(fā)。

確保向電動(dòng)汽車(chē)的轉(zhuǎn)變是真正的綠色轉(zhuǎn)型，而不僅僅是“洗綠”，需要對(duì)整個(gè)能源基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行脫碳。這樣做的程序?qū)⒁驀?guó)家而異，具體取決于多種因素，其中最重要的是一個(gè)國(guó)家消耗的可再生能源量占其總能源消耗的百分比。

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