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比亚迪电动汽车IGBT芯片的技术分析

2020年02月03日 09:45 次阅读

(文章来源:汽车科学岛)

IGBT_insulated gate bipolar transisitor,释义为绝缘栅双极晶体管;在电驱领域所谓的IGBT芯片一般指模块,其概念与结构特点需要以非常专业的术语进行解析,相信99%的读者并非此专业所以不再赘述。简而言之IGBT的作用很简单,指控制驱动系统的直流与交流电切换的效率,只要效率足够高且足够稳定则能大大提升驱动电机(电车发动机)的扭矩,扭矩的提升会增加平均0~15000转的全转速区间输出功率(马力)。

IGBT芯片对于电动汽车而言是两大核心之一,第一核心总成众所周知为动力电池组,电动汽车想要实现高性能或者理想的续航与运行稳定性,电芯的主要元素与元素比例以及放电效率等参数有直接影响;但如果电芯成组后的水平很高,但是没有优秀的IGBT芯片与模块控制直交流转化,电池组则无法发挥最强功效,同时也会因传输损耗过大造成续航里程的下滑。

比亚迪电动汽车IGBT芯片的技术分析

于是IGBT芯片也是非常重要的核心总成,是电动汽车电控电机系统的核心(CPU);且车辆不仅电驱系统需要优秀的IGBT,同时空调系统、温控系统以及高压充电系统都需要该芯片控制。所以如车辆有优秀的IGBT芯片可用,汽车的综合性能与综合能耗表现都会大大提升。不过并不是所有的车企都能使用高标准芯片,原因参考第二节。

目前中企能够制造IGBT芯片的企业只有两家,第一家是制造高铁的中国中车集团,电驱的轨道交通同样需要优秀的IGBT模块,而中国高铁驰名全球。第二家则是同样具备轨道交通业务,同时覆盖商用与乘用汽车的比亚迪集团。中车集团不生产汽车,那么结论则是全国唯一有IGBT生产能力的车企只有比亚迪;然而实际情况更夸张,因为全球范围内也只有比亚迪一家车企具备这一能力。

除比亚迪汽车以外,其他车企只能依靠第三方IGBT供应商生存;其中知名供应商有西门子英飞凌东芝、富士等。全球每年消耗IGBT超400亿美元,国内的各大新能源车企消耗量也是非常的夸张,因为新能源汽车的普及正是从这一市场开始。电动汽车的电池组制造成本是很高的,而IGBT模块的制造成本也接近了是整车成本的10%;由此可见IGBT芯片的制造技术难度有多高,但凡稍微简单一些也不会没有逆向产品。

比亚迪集团的IGBT是从2005年立项研发,至今已有15年的光景;第一代IGBT在2009年的多技术鉴定,自此打破了国际行业垄断。目前IGBT芯片已经升级至4.0代,其水平达到电流输出能力高于行业平均标准15%,电机的扭矩与输出功率会非常高,而在无需高功率输出的工况中则能够大大降低能耗。这一系统可实现综合损耗比行业平均标准再低20%,恶劣温度环境中的使用寿命超过行业标准10倍以上。

总结:比亚迪IGBT4.0的水平毫无争议高于一众供应商与其他车企,因为比亚迪比供应商更了解汽车,比其他车企更了解电。这就是IGBT-E平台成为诸多车企青睐对象的原因,从大众奥迪、丰田汽车、长安长城以及北汽广汽,甚至包括FAC现阶段掌控的克莱斯勒,这些车企陆续从竞争对手转型为比亚迪集团的战略合作伙伴,这些足以说明IGBT与E平台的高水准了。其次从中车与比亚迪的竞争结果来看,比亚迪似乎给中车也带来了很大的压力。

这一个以化学电源起家的企业在交通工具的领域似乎非常神奇,后期还会带来哪些惊喜尚未可知;不过对于这一企业不适合以单纯的汽车制造厂商的视角分析,其志应不在小小的汽车领域。
      (责任编辑:fqj)

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