Yıllardır tüm elektronik dünyası (bilgisayarlar, telefonlar, şarj aletleri) Silikon (Si) üzerine kuruluydu. Ancak elektrikli araçlar 400V ve 800V gibi devasa voltajlarla çalışır. Silikon, bu yüksek voltajlarda verimsizleşir, çok ısınır ve enerji kaybeder.
Silikon Karbür (SiC) ise karbon ve silikonun kristal bileşimidir. Silikona göre:
10 kat daha yüksek voltaj dayanımına sahiptir.
3 kat daha iyi ısı iletkenliğine sahiptir.
Çok daha yüksek frekanslarda anahtarlama yapabilir.
Bu özellikler, onu yüksek güçlü DC şarj istasyonları için mükemmel bir aday yapar.
Porsche Taycan, Hyundai Ioniq 5 gibi yeni nesil araçlar 800V mimarisini kullanıyor. Bu voltajı yönetmek için şarj istasyonunun içindeki güç modüllerinin (MOSFET'ler) çok dayanıklı olması gerekir. SiC çipleri, 1200V ve üzeri gerilimlerde bile kararlı çalışabilir. Bu, istasyonun araca çok daha kısa sürede, çok daha yüksek güç (350 kW ve üzeri) aktarmasını sağlar.
Eski tip hızlı şarj istasyonları, şebekeden gelen AC elektriği DC'ye çevirirken enerjinin %3-5'ini ısı olarak kaybederdi. Bu kayıp, devasa soğutma sistemleri gerektirirdi. SiC tabanlı dönüştürücüler, kayıpları %1-2 seviyesine indirir.
Sonuç: Şarj operatörü için daha düşük elektrik faturası, araç sahibi için ise şebekeden çekilen elektriğin neredeyse tamamının bataryaya girmesi demektir.
SiC, çok yüksek frekanslarda anahtarlama yapabildiği için, şarj cihazının içindeki bobinler, kapasitörler ve transformatörler küçülebilir. Ayrıca daha az ısındığı için devasa fanlara ve sıvı soğutma borularına daha az ihtiyaç duyulur. Bu sayede, ev tipi duvar şarj üniteleri (Wallbox) daha kompakt hale gelirken, otoyol kenarındaki dev üniteler daha az yer kaplar.
Gelecekte elektrikli aracımız, evimizin elektriği kesildiğinde evi besleyen bir jeneratör görevi görecek (Vehicle-to-Grid / V2G). Elektriğin hem şebekeden araca, hem de araçtan şebekeye akması gereken bu karmaşık süreçte, SiC teknolojisinin yüksek verimliliği ve anahtarlama hızı kilit rol oynayacak.
Silikon Karbür (SiC), sadece bir malzeme değil, elektrikli araçların fosil yakıtlı araçlarla rekabet edebilmesi için gereken son parçadır. Şarj süreleri benzin alma süresine yaklaştıkça, bu değişimin arkasındaki görünmez kahramanın SiC olduğunu bileceğiz.
