ইভি শিল্পে SiC এর সুবিধা

একটি ওয়াইড-ব্যান্ডগ্যাপ (WBG) সেমিকন্ডাক্টর উপাদান হিসাবে,SiC's বিস্তৃত শক্তি পার্থক্য ঐতিহ্যগত Si তুলনায় এটি উচ্চ তাপ এবং ইলেকট্রনিক বৈশিষ্ট্য দেয়. এই বৈশিষ্ট্যটি পাওয়ার ডিভাইসগুলিকে উচ্চ তাপমাত্রা, ফ্রিকোয়েন্সি এবং ভোল্টেজগুলিতে কাজ করতে সক্ষম করে।

SiCবৈদ্যুতিক গাড়ির অ্যাপ্লিকেশন এবং অন্যান্য ইলেকট্রনিক এবং বৈদ্যুতিক পণ্যগুলির শক্তি দক্ষতা মূলত উপাদানের কারণেই। Si এর সাথে তুলনা করে, SiC এর নিম্নলিখিত বৈশিষ্ট্য রয়েছে:

1. অস্তরক ভাঙ্গন ক্ষেত্রের শক্তি 10 গুণ;

2. ইলেক্ট্রন স্যাচুরেশন গতির 2 গুণ;

3. 3 গুণ শক্তি ব্যান্ড ফাঁক;

4. 3 গুণ উচ্চ তাপ পরিবাহিতা;

সংক্ষেপে, অপারেটিং ভোল্টেজ বাড়ার সাথে সাথে এর সুবিধাSiCআরো সুস্পষ্ট হয়ে ওঠে। Si এর সাথে তুলনা করে, 1200V SiC সুইচ 600V সুইচের চেয়ে বেশি সুবিধাজনক। এই বৈশিষ্ট্যটি SiC পাওয়ার স্যুইচিং ডিভাইসগুলির ব্যাপক প্রয়োগের দিকে পরিচালিত করেছে, যার ফলে বৈদ্যুতিক গাড়ির দক্ষতা, তাদের চার্জিং সরঞ্জাম এবং শক্তি পরিকাঠামো উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়েছে, যা SiC-কে গাড়ি প্রস্তুতকারক এবং প্রথম-স্তরের সরবরাহকারীদের জন্য প্রথম পছন্দ করে তুলেছে।

কিন্তু 300V এবং নীচের কম-ভোল্টেজ পরিবেশে,SiCএর সুবিধাগুলি তুলনামূলকভাবে ছোট। এই ক্ষেত্রে, আরেকটি ওয়াইড-ব্যান্ডগ্যাপ সেমিকন্ডাক্টর, গ্যালিয়াম নাইট্রাইড (GaN), অধিকতর প্রয়োগের সম্ভাবনা থাকতে পারে।

পরিসীমা এবং দক্ষতা

একটি মূল পার্থক্যSiCSi-এর তুলনায় এর উচ্চতর সিস্টেম-স্তরের দক্ষতা, যা SiC-এর অধিক শক্তি ঘনত্ব, কম পাওয়ার লস, উচ্চ অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি এবং উচ্চতর অপারেটিং তাপমাত্রার কারণে। এর অর্থ হল একক চার্জে উচ্চতর ড্রাইভিং পরিসীমা, ছোট ব্যাটারির আকার এবং দ্রুত অন-বোর্ড চার্জার (OBC) চার্জ করার সময়।

বৈদ্যুতিক যানবাহনের বিশ্বে, পেট্রল ইঞ্জিনের বিকল্প বৈদ্যুতিক ড্রাইভট্রেনগুলির জন্য ট্র্যাকশন ইনভার্টারগুলির মধ্যে সবচেয়ে বড় সুযোগ রয়েছে৷ যখন ডাইরেক্ট কারেন্ট (DC) ইনভার্টারে প্রবাহিত হয়, তখন রূপান্তরিত অল্টারনেটিং কারেন্ট (AC) মোটর চালাতে সাহায্য করে, চাকা এবং অন্যান্য ইলেকট্রনিক উপাদানগুলিকে শক্তি দেয়। বিদ্যমান Si সুইচ প্রযুক্তিকে উন্নত দিয়ে প্রতিস্থাপন করা হচ্ছেSiC চিপসবৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল শক্তি ক্ষয় কমায় এবং যানবাহন অতিরিক্ত পরিসীমা প্রদান করতে সক্ষম করে.

অতএব, যখন ফর্ম ফ্যাক্টর, বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল বা DC-DC মডিউলের আকার, দক্ষতা এবং নির্ভরযোগ্যতার মতো বৈশিষ্ট্যগুলি মূল বিবেচনায় পরিণত হয় তখন SiC MOSFET একটি বাধ্যতামূলক বাণিজ্যিক ফ্যাক্টর হয়ে ওঠে। ডিজাইন ইঞ্জিনিয়ারদের কাছে এখন বিভিন্ন ধরনের শেষ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ছোট, হালকা এবং আরও শক্তি-দক্ষ শক্তি সমাধান রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ টেসলা নিন। কোম্পানির পূর্ববর্তী প্রজন্মের বৈদ্যুতিক যানবাহন Si IGBT ব্যবহার করলেও, স্ট্যান্ডার্ড সেডান বাজারের উত্থান তাদেরকে মডেল 3-এ SiC MOSFET গ্রহণ করতে প্ররোচিত করে, এটি একটি শিল্প প্রথম।

শক্তি মূল ফ্যাক্টর

SiCএর উপাদান বৈশিষ্ট্য উচ্চ তাপমাত্রা, উচ্চ স্রোত এবং উচ্চ তাপ পরিবাহিতা সহ উচ্চ-শক্তি প্রয়োগের জন্য এটিকে প্রথম পছন্দ করে তোলে। যেহেতু SiC ডিভাইসগুলি উচ্চ শক্তির ঘনত্বে কাজ করতে পারে, এটি বৈদ্যুতিক যানবাহন ইলেকট্রনিক এবং বৈদ্যুতিক সিস্টেমের জন্য ছোট ফর্ম ফ্যাক্টরগুলিকে সক্ষম করতে পারে। Goldman Sachs এর মতে, SiC-এর অসাধারণ দক্ষতা বৈদ্যুতিক যানবাহনের উৎপাদন এবং মালিকানা খরচ প্রতি গাড়িতে প্রায় $2,000 কমিয়ে দিতে পারে।

কিছু বৈদ্যুতিক গাড়িতে ইতিমধ্যেই ব্যাটারির ক্ষমতা প্রায় 100kWh-এ পৌঁছেছে এবং উচ্চতর রেঞ্জ অর্জনের জন্য ক্রমাগত বৃদ্ধির পরিকল্পনা রয়েছে, ভবিষ্যত প্রজন্মরা অতিরিক্ত দক্ষতা এবং উচ্চ শক্তি পরিচালনা করার ক্ষমতার জন্য SiC-এর উপর অনেক বেশি নির্ভর করবে বলে আশা করা হচ্ছে। অন্যদিকে, নিম্ন-শক্তির যানের জন্য যেমন দুই-দরজা প্রবেশ-স্তরের বৈদ্যুতিক যান, PHEV, বা হালকা-শুল্ক বৈদ্যুতিক যান যা 20kWh বা ছোট ব্যাটারির আকার ব্যবহার করে, Si IGBT হল আরও লাভজনক সমাধান।

উচ্চ-ভোল্টেজ অপারেটিং পরিবেশে বিদ্যুতের ক্ষয়ক্ষতি এবং কার্বন নির্গমন কমাতে, শিল্পটি ক্রমবর্ধমানভাবে অন্যান্য উপকরণের তুলনায় SiC-এর ব্যবহারের পক্ষে। প্রকৃতপক্ষে, অনেক বৈদ্যুতিক যানবাহন ব্যবহারকারী তাদের আসল Si সমাধানগুলিকে নতুন SiC সুইচগুলির সাথে প্রতিস্থাপন করেছে, যা সিস্টেম স্তরে SiC প্রযুক্তির সুস্পষ্ট সুবিধাগুলিকে আরও বৈধ করে।