据国外媒体报道，生物物理经济研究所(BPEI)已与Hedgerow分析咨询有限公司达成合作，代表领先的碳化硅技术公司Wolfspeed评估碳化硅芯片在电动汽车中的实施情况。BPEI是一个非营利组织，致力于将自然科学整合到经济分析和决策中，旨在将能效分析整合到不同的战略评估中，以减少对化石燃料的依赖。
(来源:BPEI)
具体来说，这项研究评估和比较了碳化硅(SiC)金属有机半导体场效应晶体管(MOSFET)和硅基绝缘栅双极晶体管(IGBT)的净能量回报。BPEI说，SiC微芯片是能效测试的一个重要案例。与传统芯片相比，将两种晶体结构结合成一种化合物，可以产生独特的性能。SiC有望在许多潜在应用中提高能效。但是生产SiC芯片的能耗比硅片高，这就留下了一个问题，就是从长远来看哪种技术可以提高能效。
这项研究使用了BPEI专有的能源投资和节能(ESOI)指数，该指数被定义为产品生命周期中节约的能源与生产该产品所需的增量能源的比率。ESOI通过量化“能源投资的生命周期能源回报”来逐一比较替代节能技术。ESOI最大化可以通过增加分子(使用产品节省的能源)或减少分母(制造产品所需的边际能源)来实现。
BPEI首先评估制造碳化硅和传统硅芯片所需的能源，然后评估电动汽车使用的每个芯片在其使用寿命期间的能耗。在该分析中，SimaPro软件用于量化每台设备生产过程中的每一项重要能源输入和相关的CO2当量排放。
为了评估每辆电动汽车的能耗，需要对选定测试循环中的车辆效率进行建模，如全球统一轻型车辆测试循环(WLTC)和其他关于不同车辆使用情况的模型。建模时会考虑车辆的具体参数，如重量和阻力。ESOI分析量化了硅和碳化硅芯片驱动的车辆整个生命周期中成千上万的环境和能源流动，涉及能源生产和消费模型的数十次迭代，并支持统计分析。
这项研究估计，对于预期使用寿命超过200，000英里的个人电动汽车，用碳化硅MOSFET取代硅IGBT节省的能源比生产这些碳化硅器件所需的增量能源多很多倍。
对于典型的个人电动车，400V SiC汽车的ESOI约为7: 1 (400 V碳化硅MOSFET vs.400V硅IGBT)；800V实施方案的比例约为13: 13:1(800V碳化硅MOSFET与400V硅IGBT)。这比400V碳化硅MOSFET高85%，因为芯片表面积减小，相应的能量输入也减少。
对于车队车辆(如出租车和送货卡车)，ESOI的好处更大，这些车辆的占空比更高，估计里程为500，000英里。
分析还强调，基于制造中心的智能选址，有望节省大量燃料。WolfSpeed在纽约州北部的运营设施通过水力发电提供充足的清洁能源。通过减少发电所需的一次性化石能源和二氧化碳排放，可以将碳化硅技术的ESOI提高28%。
Wolfspeed首席技术官John Palmour表示:“我们认为下一代功率半导体技术将由碳化硅推动。这些研究成果凸显了碳化硅的优势，以及采用更多节能技术对减少碳排放的直接影响，这将对环境产生积极影响。随着世界走向更加可持续的未来，需要高效材料来为其提供动力。”据国外媒体报道，生物物理经济研究所(BPEI)已与Hedgerow分析咨询有限公司达成合作，代表领先的碳化硅技术公司Wolfspeed评估碳化硅芯片在电动汽车中的实施情况。BPEI是一个非营利组织，致力于将自然科学整合到经济分析和决策中，旨在将能效分析整合到不同的战略评估中，以减少对化石燃料的依赖。
(来源:BPEI)
具体来说，这项研究评估和比较了碳化硅(SiC)金属有机半导体场效应晶体管(MOSFET)和硅基绝缘栅双极晶体管(IGBT)的净能量回报。BPEI说，SiC微芯片是能效测试的一个重要案例。与传统芯片相比，将两种晶体结构结合成一种化合物，可以产生独特的性能。SiC有望在许多潜在应用中提高能效。但是生产SiC芯片的能耗比硅片高，这就留下了一个问题，就是从长远来看哪种技术可以提高能效。
这项研究使用了BPEI专有的能源投资和节能(ESOI)指数，该指数被定义为产品生命周期中节约的能源与生产该产品所需的增量能源的比率。ESOI通过量化“能源投资的生命周期能源回报”来逐一比较替代节能技术。ESOI最大化可以通过增加分子(使用产品节省的能源)或减少分母(制造产品所需的边际能源)来实现。
BPEI首先评估制造碳化硅和传统硅芯片所需的能源，然后评估电动汽车使用的每个芯片在其使用寿命期间的能耗。在该分析中，SimaPro软件用于量化每台设备生产过程中的每一项重要能源输入和相关的CO2当量排放。
为了评估每辆电动汽车的能耗，需要对选定测试循环中的车辆效率进行建模，如全球统一轻型车辆测试循环(WLTC)和其他关于不同车辆使用情况的模型。建模时会考虑车辆的具体参数，如重量和阻力。ESOI分析量化了硅和碳化硅芯片驱动的车辆整个生命周期中成千上万的环境和能源流动，涉及能源生产和消费模型的数十次迭代，并支持统计分析。
这项研究估计，对于预期使用寿命超过200，000英里的个人电动汽车，用碳化硅MOSFET取代硅IGBT节省的能源比生产这些碳化硅器件所需的增量能源多很多倍。
对于典型的个人电动车，400V SiC汽车的ESOI约为7: 1 (400 V碳化硅MOSFET vs.400V硅IGBT)；800V实施方案的比例约为13: 13:1(800V碳化硅MOSFET对400V硅IGBT)。这比400V碳化硅MOSFET高85%，因为芯片表面积减小，相应的能量输入也减少。
对于车队车辆(如出租车和送货卡车)，ESOI的好处更大，这些车辆的占空比更高，估计里程为500，000英里。
分析还强调，基于制造中心的智能选址，有望节省大量燃料。WolfSpeed在纽约州北部的运营设施通过水力发电提供充足的清洁能源。通过减少发电所需的一次性化石能源和二氧化碳排放，可以将碳化硅技术的ESOI提高28%。
Wolfspeed首席技术官John Palmour表示:“我们认为下一代功率半导体技术将由碳化硅推动。这些研究成果凸显了碳化硅的优势，以及采用更多节能技术对减少碳排放的直接影响，这将对环境产生积极影响。随着世界走向更加可持续的未来，需要高效材料来为其提供动力。”
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