新能源汽车的崛起带动了空调压缩机技术的转型。传统驱动轮被取消，取而代之的是驱动电机和独立控制模块的引入。车载空调压缩机普遍采用三相永磁同步电机，这种电机体积小、重量轻、效率高，是新能源汽车的理想选择。
随着新能源汽车从400V电压平台到800V、1000V电压平台升级，基于SiC MOSFET器件的方案在新能源汽车上优势明显。
1.电动压缩机介绍
▲电动汽车空调压缩机内部结构图
电动压缩机是汽车空调的一部分，它通过将制冷剂压缩成高温高压的气体，再流经冷凝器，节流阀和蒸发器换热，实现车内外的冷热交换。传统燃油车以发动机为动力，通过皮带带动压缩机转动。而新能源汽车脱离了发动机，以电池为动力，通过逆变电路驱动无刷直流电机，从而带动压缩机转动，实现空调的冷热交换功能。
电动压缩机是电动汽车热管理的核心部件，除了可以提高车厢内的环境舒适度（制冷，制热）以外，对电驱动系统的温度控制发挥着重要作用，对电池的使用寿命、充电速度和续航里程都至关重要。
▲电动压缩机是电动汽车热管理的核心部件
电动压缩机需要满足不断增加的需求，包括低成本、更小尺寸、更少振动和噪声、更高功率级别和更高能效。这些需求离不开压缩机驱动电路的设计和优秀器件的选型。
▲电动空调压缩机示意图
电动压缩机是由逆变器、电机和压缩机构成。逆变器使通过高压电池的直流电转换成交流电（三相），输送到电机，驱动电机运转。压缩机为涡旋型，与电机直接连接，电机直接控制压缩机运转而逆变器和电机在运转时会产生高温，因此压缩机采用了通过吸入的冷媒进行冷却降温的构造。
2. SiC MOSFET器件的优势
SiC MOSFET器件以其高频特性优化了空调压缩机的设计，使得外围器件得以小型化，减轻了系统重量。其卓越的高温稳定性，确保了空调压缩机在多变环境下的可靠性。特别在轻载状态下，SiC MOSFET器件的单极性导通特性和低反向恢复损耗显著降低了开关损耗，这一点对于频繁轻载运行的空调压缩机尤为重要。
通过采用SiC MOSFET，空调压缩机在提高轻载效率的同时，减少了能量损耗，增强了整体能效。这不仅提升了电动汽车的续航里程，还降低了运行成本，并显著提升了乘坐的舒适度。
（1）SiC MOSEFT材料的优势
@10倍于Si器件电介质击穿场强：更小的晶圆厚度和Rsp，更小的热阻
@3倍以上的热导率：更小的热阻和更快的电子传输速度
@2倍多的电子饱和速度：更快的开关速度
@更好的热特性：更高的温度范围
（2）更小损耗及更高效率
以400V电压平台和800V电压平台，测试IGBT和SiC MOSFET器件做对比测试，SiC MOSFET器件的导通损耗和开关损耗优势显著。
（3）适用于高频应用
SiC MOSEFT是单极性器件，没有拖尾电流，开关速度比IGBT快很多。这也是SiC MOSEFT比IGBT更适用于更高频率应用的原因。而更高的驱动频率（比如20kHz或以上），可以有效减小电机的噪音，提高电机系统的响应速度和动态抗干扰能力。另外，更高的频率也会减少输出电流的谐波失真，并能有效降低电机中线圈的损耗，进而提高压缩机的整体效率。
（4）减少死区时间
在电机应用中，为了使开关管工作可靠，避免由于关断延迟效应造成上下桥臂直通，需要设置死区时间tdead，也就是上下桥臂同时关断时间。由于SiC MOSEFT的开关时间短，实际应用中，可以使用更小的死区时间，以改善死区大，输出波形失真大，驱动器输出效率低的问题。
随着电动汽车技术的不断进步，SiC MOSFET预计将在车载空调系统中扮演更加关键的角色，为行业带来更高效、更可靠的解决方案。因此，在可预见的时间内，SiC MOSFET器件成本的持续降本空间极大，相对于IGBT也更加明显。
3.电压压缩机SiC MOSFET应用案例
▲美的威灵汽车部件800V碳化硅12000rpm高转速电动压缩机
▲SiC MOSFET产品表
碳化硅功率模块在空调压缩机中的应用具有较小的反向传输电容Crss，带来较低的关断损耗Eoff，在车载空调压缩机方案中尤为突出。与传统硅基材料相比，SiC MOSFET在高电压平台下具有更低的导通和开关损耗，尤其适合800V及以上的高压应用。
▲耐压1200V、导通电阻80mΩ、可支持30A电流的D21系列碳化硅功率模块，产品型号为：ASC30N1200D21，尺寸为42*23*6mm
D21碳化硅模块模块利用其三相全桥拓扑结构，按照一定的规律轮流加上占空比脉冲调制控制电压，将直流高压电流高效地转换为三相正弦交流电流，为电机提供平稳的电流和足够的转矩，确保电机平稳运转的同时产生足够的转矩来驱动压缩机。
功率模块优势：
D21系统碳化硅模块与IGBT的比较优势
