比亚迪的新能源技术实力到底如何?看看IGBT就知道了

100000+ 2018-11-16 08:00 EV世纪

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在一台纯电动汽车中,IGBT占整车成本的7-10%,是除电池之外成本第二高的元件,也决定了整车的能源效率。而国内目前能够量产高压大功率IGBT芯片并用于车辆生产的企业,只有两家:中国中车(高铁)和比亚迪。

所周知,电动汽车在取消内燃机和传统变速箱后,尤以电机、电池、电控这三电系统最为重要。现在消费者已经逐渐明白了动力电池相关的一些特性和技术指标,然而,对于整个电驱动系统来说,还有一个非常重要的关键组件——IGBT。



看起来神秘的IGBT到底是什么?


IGBT为英文Insulated Gate Bipolar Transistor的缩写,中文名称为绝缘栅双极型晶体管。是电能变换与传输的核心器件,俗称电力电子装置的“CPU”,应用于直流电压为600V及以上的变流系统,如轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域。


在一台纯电动汽车中,IGBT约占电机驱动系统成本的一半,而电机驱动系统占整车成本的15-20%,也就是说IGBT占整车成本的7-10%,是除电池之外成本第二高的元件,也决定了整车的能源效率。而且除电驱动系统外,整车包括高压充电机、空调系统等多个电气组件均需使用到IGBT。


举例来说,一台特斯拉Model X使用132个IGBT管,由英飞凌公司提供。其中后电机为96个,前电机为36个,每个单管的价格大约为4-5美元,合计大约需650美元。



IGBT的作用是交流电和直流电的转换,同时IGBT还承担了电压高低转换的功能。


外界充电的时候是交流电,需要通过IGBT转变成直流电然后给电池,同时要把220V电压转换成适当的电压后才能给电池组充电;电池放电的时候,通过IGBT把直流电转变成交流电机使用的交流电,同时起到对交流电机的变频控制,当然变压是必不可少的。


IGBT是功率半导体器件,可以说是电动车的核心技术之一,IGBT的好坏直接影响电动车功率的释放速度。


国内IGBT发展现状如何?



2017年全球电动车销量大约500万辆,共消耗了大约18亿美元的IGBT管,平均每辆车大约为450美元。目前我国每年使用的IGBT,90%依赖进口。国际上主要的生产商是“西门子、英飞凌、仙童、三菱、富士、东芝”这些老牌大厂。


而其中的“高压大功率IGBT”更是电动车动力系统核心中的核心,国内目前能够量产高压大功率IGBT芯片并用于车辆生产的企业,只有两家:中国中车(高铁)和比亚迪!政策驱动下,我国新能源汽车及充电桩市场将进入爆发期,IGBT作为其核心器件也将迎来黄金发展期,预计未来5年国内新能源汽车和充电桩市场将带动200亿IGBT??榈男枨?。


中国IGBT产业在国家政策及重大项目的推动及市场牵引下加快了国产化的进程,目前已形成了IDM模式和代工模式的IGBT完整产业链。国内厂商不仅实现了技术突破,而且成功把国产化IGBT应用在新能源汽车中。


比亚迪在2008年以1.71亿元资金收购宁波中纬六英寸生产线,拟在打造其汽车电子功率半导体的产业链,当时被看做是一场豪赌,现在看来这场豪赌更像是比亚迪专攻汽车电子而交的入场费。


随后,2015年10月,深圳比亚迪微电子有限公司与上海先进半导体制造股份有限公司签订建立战略产业联盟合作协议,共同打造IGBT国产化产业链。目前比亚迪已整合IGBT产业链,包括芯片设计、晶圆制造、测试、封装等。


有数据显示,比亚迪IGBT??閂-315系列是全球首款大批量应用于双?;旌隙ζ档?200V大功率IGBT???,是全球装车量最多的全桥IGBT???。


V-315系列 IGBT??椴捎帽妊堑贤耆灾髦恫ǖ腎GBT和FRD芯片,针对汽车级IGBT高可靠性、高耐流和高效率的设计和制造难题,提出元胞精细化与复合场终止的设计方案,突破了IGBT内部电场优化、加工工艺及减薄等关键技术,从而使得芯片开关速度大幅提升,具备与NPT技术相同的鲁棒性,优于国际先进厂商同类产品的雪崩吸收能力。


比亚迪一直坚持自主创新,在产品的研发升级上投入巨大。1200V IPM 作为600V IPM的升级产品,不仅是产品系列上的一大跨越,也是行业技术上的重大突破。


比亚迪1200V IPM完全搭载自主生产的IGBT芯片和驱动芯片,采用陶瓷覆铜板(DBC),内置具有电流传感功能的双发射极IGBT;分立的三相直流负端,可独立检测双电流。温度模拟输出,内置HVIC、LVIC,具备可靠的过流、低压侧供电欠压?;?,可适用于商用空调、新能源车用电动压缩机、伺服控制等工业和汽车领域。目前,国内仅比亚迪拥有此项技术。


比亚迪凭借IGBT等核心技术优势全面领先



凭借包含IGBT、动力电池、电机、软件控制策略等全方位的新能源汽车技术优势,比亚迪毫无疑问的成为了国内新能源汽车市场领导者。同时,比亚迪也是国内自主品牌最早尝试新能源技术、推出量产民用新能源车型的品牌。进入到2018年,在原奥迪设计总监艾格、奔驰底盘调校大师汉斯的加入后,比亚迪的全系新能源产品更是迎来全面爆发。



元EV360、宋EV500等产品,已经在设计、配置、动力及续航方面全面领先同级产品。据悉,在即将开幕的2018广州车展上,比亚迪还将带来用户关注已久的全新唐EV、宋MAX混动版等全新产品。尤其是唐EV系列,预计将推出EV500、EV550以及EV600等多个续航版本,或成为国内传统自主品牌推出的首款豪华中大型纯电动SUV,在主要技术指标上处于全球领先水平。




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