800Vシステムを採用するEV(電気自動車)において、第5世代SiC MOSFETと平面トランスを組み合わせた車載充電器(OBC)は、システムの軽量化と充電時間短縮の要となっています。

具体的な事例と、そこで使われている技術要素を整理します。

1. 主要な採用事例(完成車・ティア1サプライヤー)

  • ヒョンデ・アイオニック5 / 起亜 EV6 (E-GMPプラットフォーム):

    800Vシステムを量産車でいち早くメインストリームに持ち込んだ事例です。パワーモジュールにSiCを採用し、高効率化することで冷却系を簡素化しています。

  • ポルシェ・タイカン:

    初の800V量産車として、SiCベースのOBCとDCDCコンバータを統合。高電圧化により、同じ電力を送るための配線を細くし、車両重量の削減に成功しています。

  • Vitesco Technologies / ZF / Marelli などのティア1:

    これらのサプライヤーは、第5世代SiCを用いた「800V対応パワーエレクトロニクス・プラットフォーム」を各自動車メーカーに提供しています。特にVitescoの第4・第5世代SiCインバータ/OBCは、高周波駆動によるトランスの小型化で、従来比で容積を30%以上削減しています。


2. 800V OBCにおける第5世代SiCの役割

800Vシステムでは、従来の400Vシステムよりも高い耐圧(1200V耐圧品)が必要になります。ここで第5世代SiCが選ばれる理由は、単なる「耐圧」以上のメリットがあるからです。

  • 3レベル回路の簡素化:

    1200V耐圧のSiCを使うことで、回路構成をシンプルに保ちつつ、高効率な電力変換が可能になります。

  • 双方向充電(V2G/V2L)への対応:

    第5世代SiCは、逆方向(車両から外部へ)の電力供給時も低損失です。同期整流を高速・低損失で行えるため、双方向OBCの標準的なデバイスとなっています。


3. 平面トランスとSiCの統合事例

最新の800V OBC内部では、以下のような高度な実装が行われています。

  • 11kW〜22kW級の超小型OBC:

    従来のトランスではラグビーボールほどのサイズが必要だった11kWクラスの絶縁型DCDC段が、平面トランスの採用により、厚さ数センチのフラットなモジュールに収められています。

  • 共振コンバータ(LLC / CLLC)との組み合わせ:

    第5世代SiCの低帰還容量($C_{rss}$)を活かして、500kHz以上の高周波でCLLC共振回路を動作させます。この高周波域では平面トランスの「寄生インダクタンスの再現性」が不可欠であり、設計通りのゼロ電圧スイッチング(ZVS)を実現して熱問題を解決しています。


4. 800V化によるシステム全体のメリット

事例から見える共通の効果は以下の通りです。

  1. 充電時間の短縮:

    OBC自体の効率が95%〜98%に達するため、充電中の発熱による電力制限がかかりにくくなります。

  2. 車両重量の軽量化:

    高電圧化(低電流化)でハーネスが細くなり、高周波化で磁性部品が小さくなるため、車両全体で数kg〜10kg単位の軽量化に寄与します。

  3. 電力密度の向上:

    以前は「1kW/L(リットル)」程度だった電力密度が、最新のSiC+平面トランス事例では「3〜4kW/L」以上に達しており、空いたスペースをバッテリー容量の拡大や室内空間に充てることが可能になっています。

まとめ

800VシステムのOBC事例は、**「高耐圧SiCデバイスによる高速スイッチング」「平面トランスによる高密度実装」**がセットで語られるフェーズに入っています。これにより、電気自動車の課題であった「重い・充電が遅い」というイメージが技術的に払拭されつつあります。

 

 

 

出典:Google Gemini (Gemini は AI であり、間違えることがあります。)

 

 

PR: Crss -Vdの測定、 Crss の周波数特性測定に最適

高電圧半導体CV特性測定器 TECHMIZE TH51Xシリーズ

  • 多パラメータ測定: GaNデバイスの寄生容量として重要な、Ciss(入力容量)Coss(出力容量)Crss(帰還容量)Rg(ゲート抵抗)といったパラメータを同時に測定・表示できます。

  • 周波数範囲: 1kHzから2MHzの範囲でインピーダンス測定が可能です。(インピーダンス・アナライザ内蔵)

  • CVカーブスキャン機能: ゲート電圧(Vgs)やドレイン-ソース間電圧(Vds)をスイープしながら、寄生容量の変化をグラフ化する機能があります。これにより、デバイスの動作領域における容量の特性を詳細に分析できます。

なぜ高電圧での測定が必要か?

 

SMM3000Xシリーズ 高精度ソースメジャーユニット

・表示桁数:6½桁(2,100,000カウント)
・最大サンプリングレート:100,000ポイント/秒
・プログラミング/測定の最小分解能:10 fA / 100 nV
・最大出力:±210 V / ±3.03 A(DC)/ ±10.5 A(パルス)
・DC、パルス、スキャン、リスト出力に対応。最小パルス幅は50μs
・グラフ表示とデジタル表示を備えた5インチのタッチスクリーン

・SMM3311X(1ch) / SMM3312X(2ch)

・価格:90万円~

・USB VNA

・Coming soon

SDS8000Aシリーズ オシロスコープ

特長と利点
4チャンネル + 外部トリガーチャンネル
アナログチャンネル帯域幅:最大16GHz(8/13/16GHz)
リアルタイムサンプリングレート:最大40GSa/s(全チャンネル同時)
12ビットADC
低ノイズフロア:16GHz帯域幅で176μVrms
SPOテクノロジー
・ 波形キャプチャレート:最大200,000フレーム/秒
・ 256段階の波形輝度と色温度表示をサポート
・ 最大2Gポイント/チャンネルのストレージ容量
・ デジタルトリガー

・Coming soon

SSG6M80Aシリーズ
マルチチャネル・コヒーレント・マイクロ波信号発生器
主な特長
・最大周波数 13.6 GHz/20 GHz
・出力周波数分解能 最大0.001 Hz
・位相ノイズ < -136 dBc/Hz @ 1 GHz、オフセット 10 kHz(測定値)
・コヒーレントモード、搬送周波数 = 10 GHz、周囲温度変動 ±2℃、観測時間 5時間、位相変動 < 1.5°
・チャンネル間の周波数、振幅、位相を個別に調整可能。単一デバイスチャンネル同期および複数デバイスチャンネル位相同期をサポート。位相メモリ機能搭載
・アナログ変調、パルス変調(オプション)

・Coming soon

 

 

SSA6000A Series Signal Analyzer

Main Features
・Measurement Frequency Range: 2 Hz ~ 50 GHz
・IQ Analysis Bandwidth: 1.2 GHz
・Real-time Spectrum Analysis Bandwidth: 400 MHz
・Phase Noise: -123 dBc/Hz @ 1 GHz, 10 kHz offset
・DANL: Less than -165 dBm/Hz
・Demodulation and analysis of signals from multiple mobile communication standards including 5G NR, LTE/LTE-A, WLAN, and IoT, as well as wireless connections.

・Coming soon

 

SNA6000A Series Vector Network Analyzer

Key Features
・Frequency Range: 100 kHz ~ 50 GHz
・Dynamic Range: 135 dB
・IF Bandwidth Range: 1 Hz ~ 10 MHz
・Output Power Setting Range: -60 dBm ~ +20 dBm
・Supports 4-port (2-source) S-parameter measurements, differential (balanced) measurements, time-domain analysis, scalar mixer measurements, etc.
・Optional accessories include electronic calibration kits, switch matrix, and mechanical switches.
・AFR

 

 

 

お礼、

T&Mコーポレーションは設立5年ですが、おかげさまで業績を着実に伸ばしており、
オフィスを港区芝(最寄り駅浜松町)に移転し、スペースも拡大いたしました。
電子計測器業界の「ゲームチェンジャー」として、高性能/高信頼/低価格/短納期を武器に
T&Mコーポレーションはお客様のご予算を最大限生かす製品群をご提案させていただいております。

 

 

 

関連製品

関連製品