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以硅（silicon）为主要材料的电力电子开关器件是纯电动汽车和混合电动汽车电力驱动系统的重要组成部分。然而由于材料限制，传统硅基功率器件在正向导通压降、器件开关速度等方面已达到了其材料的本征极限，尤其在高频和高功率领域更显示出其局限性。
20世纪80年代开始，碳化硅（Silicon Carbide, SiC）、氮化镓（Gallium Nitride, GaN）等宽禁带半导体器件逐渐成为研究热点。目前SiC功率开关器件主要类型有SiC SBD（肖特基二极管）、SiC BJT（双极型晶体管）、SiC JFET（结型场效应晶体管）、SiC MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）和SiC IGBT（绝缘栅双极型晶体管）。
1992年，美国北卡州立大学首次成功研制阻断电压为400V的6H-SiC SBD；直至2001年Infineon生产出全球第一款SiC SBD；1993年，首次出现了SiC MOSFET的报道，直至2010年已陆续有SiC功率开关管器件的系列产品成功量产，如Cree公司的4H-SiC MOSFET器件。
与传统Si基功率半导体器件相比，宽禁带功率半导体器件具有如下特性：
1）高耐压，SiC耐压能力可10倍于Si器件；
2）散热容易，SiC材料的热导3倍于Si器件，可工作于更高的温度环境；
3）导通损耗及开关损耗低，SiC材料具有两倍于Si的电子饱和速度，使得SiC器件具有极低的导通电阻（1/100于Si）；SiC材料具有3倍于Si的禁带宽度，泄漏电流比Si器件减少了几个数量级，从而可以减少功率器件的功率损耗。
国际上，日本企业中的SiC器件在电动汽车中的应用最为广泛。丰田公司在雷克萨斯“GS450h”HEV中采用了基于SiC的器件的电路模块。日产公司开发出了采用SiC SBD的汽车逆变器，并将其配备在该公司的燃料电池电动汽车“X-TRAIL”上。东芝公司成功推出了由SiC-JBS（一种具有更低导通压降的SiC SBD）和Si-IGBT构成的“Hybrid-Pair”型4kVA三相逆变器。三菱电机开发出了采用SiC功率器件、输出功率为70kW级的电动汽车用动力系统，其中逆变器的功率损失比采用Si功率器件降低了一半。
尽管宽禁带器件在电动汽车电力系统中具有显著的优势和广泛的应用前景，但其发展道路上还存在诸多挑战。
1.电磁干扰与电磁兼容
电动汽车内有大量对电磁噪声敏感的设备，不合理的电磁兼容设计会对其他车载电子设备造成干扰，甚至导致其误动作，给电动汽车带来较大的安全隐患。SiC功率器件的高开关速度导致逆变器开关瞬态的d u /d t 和d i /d t 很高，产生的高频噪声比Si基电动机驱动器高20dB。由于开关频率的增加，逆变器中的谐波频率也会增加。在Si基电动机驱动器中回路寄生参数可以忽略，但采用宽禁带器件之后，必须考虑回路寄生参数对电磁干扰EMI（Electromagnetic Interference）的影响。高开关速度产生的高d u /d t 和d i /d t 会使逆变器回路中产生振荡和过电压，另外，高频振荡与高d u /d t 会产生潜在的击穿和故障可能。由于开关频率的增加，宽禁带器件电动机驱动器的EMI滤波器必须考虑滤波器寄生参数对滤波性能的影响，不能以理想 LC 滤波器来设计。因此，必须研究宽禁带器件高频开关带来的电磁干扰，并针对干扰源与传播路径寻求解决办法，提高电动汽车的电磁兼容性能。
2.高频磁性材料与磁性元件
首先，提高开关频率会增大磁心的铁损，使功率变换器效率降低，必要时可选择无磁心电感；其次，由于开关频率的提高，在低频下可以忽略的某些寄生参数，在高频下将对电路某些性能（磁性元件的漏感和分布电容等）产生重要影响，因此要研究低寄生电容电感的设计。对于GaN器件而言，当开关频率提高到3MHz以上时，几乎没有可供选择的磁性材料，因此，磁性材料开发也应予以重视。高频磁技术理论作为学科前沿问题，如磁心损耗的数学建模，磁滞回线的仿真建模，高频磁元件的计算机仿真建模等，需要受到研究人员的重视。
3.器件制造与封装
电动汽车关键部分的工作温度大部分都要求在100℃以上，排气涡轮增压机附近的温度甚至达到1000℃，尽管宽禁带SiC和GaN材料的工作结温很高，但目前主流封装依然沿用Si器件的封装技术和材料，其耐热性及电气坚固性无法满足电动汽车的要求，因此需要研究先进封装技术以改善散热条件、降低寄生参数及提高功率模块的电气坚固性和可靠性。近年来，新的封装技术，如英飞凌的扩散焊接工艺，赛米控的完全无焊接的弹簧压接技术以及烧结技术等，或将成为未来宽禁带电力电子器件的主流封装工艺。
4.器件并联扩容
因受到晶圆生长和制造工艺的限制，现有商用SiC和GaN器件的电压电流定额仍相对较低，不能满足于电动汽车大容量系统的需求，因此需要采用单管器件或者管芯并联的扩容方法以提高功率器件的电流处理能力。由于工艺水平的限制，不同器件在导通电阻、开启阈值电压、寄生元件等参数上存在较大的参数分散性。因此，除了需要设计合适的驱动电路使并联器件开关同步外，还需特别注意并联器件的动态均流问题。