铁路SiC需求渐旺！西门子、三菱、东芝、日立都签大单

最近，不仅新能源汽车、充电桩“热衷”碳化硅，一些碳化硅企业在轨道交通领域也有“斩获”。

今天我们就来盘点一下三菱、东芝、日立的签单情况。

西门子联手三菱电机

打造更高效的动力列车

5月10日，外媒报道称，西门子（Siemens Mobility）已经与三菱电机（Mitsubishi Electric Europe BV）签署了谅解备忘录。

此次合作，双方将在基于碳化硅 (SiC) 功率模块技术领域开展合作，帮助轨道交通领域实现电能节约。

据悉，与传统的硅功率模块相比，三菱电机的LV100全碳化硅模块的功率损耗可降低约75%，从而提高了牵引逆变器的效率。

西门子方面表示，碳化硅技术对于具有创新电池混合驱动器的区域列车特别有益，可用于有或没有架空接触线的铁路段。它可将重量减至最低，并优化性能，提高了列车在里程和范围方面的效率。

同时，由于使用了驱动系统中的 SiC 组件，从电网吸收的能量比当今的标准列车低近10%。

据“三代半风向”此前报道，2021年12月，西门子官方公布了碳化硅有轨电车的测试结果，即将正式批量投入使用。

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测试结果显示，装备 SiC 芯片的慕尼黑Avenio m ü nchen号在操作过程中噪音水平较低，电机噪音总体上有所降低，能源消耗大约减少了10%。

此外，今年2月，三菱电机还获得西班牙铁路车辆制造商CAF公司碳化硅牵引系统订单。

据悉，CAF是法国国家列车运营商SNCF Voyageurs的承包商，而三菱电机的碳化硅设备则是通过CAF为法国的28 列AMLD长途电动列车交付铁路牵引设备，包括牵引电机、变流器、碳化硅逆变器以及主变压器。

东芝、日立：

全碳化硅列车减少35%电耗

除了三菱外，东芝和日立的碳化硅技术也在轨道交通有所斩获。

● 4月1日，东芝官网介绍了他们的碳化硅在轨道交通的应用案例，他们的高效推进系统与东京地铁曾一起获得了2019年节能大奖和环境大臣奖。

消息显示，该系统由转换直流电压的“带有全SiC器件的VVVF逆变器”等三种先进技术组成。

2019年2月，东京地铁丸之内线2000系列2101号列车组引进了该世界首创高效推进系统，与传统车辆相比，可成功减少约27%的电力消耗。

东芝铁道系统销售和市场部的Fumihiro Takeno表示，他们在NEDO的支持下开发了额定1.7kV的全SiC 器件并将其应用于逆变器，成功提高了电路的效率，并将设备尺寸减小了38%（与传统车辆相比）。

此外，随着全SiC器件的采用，PMSM的设计也得到了更高层次的优化，配合无框结构的采用，实现了更高的电流、更高的效率和更轻的重量。

● 2021年12月9日，日立与阿尔斯通（Alstom）合资的企业和英国高速二号(HS2)签署了价值171亿的第一阶段的合同，该列车将采用日立的碳化硅技术，打造成为世界上最节能、欧洲最快的列车（360公里/小时）。

日立的碳化硅技术在日本应用成熟。2015年，日立就参与JR东海的N700S列车项目——提供配备SiC二极管的混合型模块，这使得列车牵引逆变器尺寸和重量减少了40%，逆变器损耗降低了35%。

值得一提的是，2020年12月日立开发出适用于铁路车辆的1700V全碳化硅模块。该模块内部没有SiC SBD，采用辅助栅极电阻，可将开关损耗降低约30%，同时采用烧结铜等工艺，可以将逆变器温升降低7℃，电流增加12%。

日本热衷碳化硅火车

又有多条线路采用SiC元件

不仅欧洲轨道交通热衷碳化硅，日本更是加码采用。

2月26日，JR东日本举办了E131系车辆展示会，会上展出了 E131-600 动车组。该系列动车采用了碳化硅技术以减少能源消耗并改善环境绩效。

从今年3月12日起，E131-600动车组将在大宫线路接替老化的四车系列 205 动车组，与它们所取代的单元相比，新列车提供了更好的可达性，增强了安全性。

与旧装置上的传统直流电机相比，E131-600具有通过使用碳化硅元件的VVVF逆变器控制包供电的全封闭感应电机，可提供完全再生制动。辅助电源通过静态逆变器而不是电动发电机组提供。

此外，东京都交通局于2月16日对外展示了都营地铁三田线的新型号“6500”列车，为节省能源，该列车VVVF逆变器控制设备中使用了SiC元件。

据悉，该“6500型”列车将在2022年底前引进13辆8车厢列车（104节车厢），并预计于今年5月14日开始商业运营，并将逐步取代“6300型”列车，或将“6300型”列车改装为8车厢。

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