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文/鄭曉峰 圖/比亞迪官方 責任編輯/郝琳
[搜狐汽車 遠光燈]一輛電動車最貴的零部件是什麼?可能有99%的人都可以答對,沒錯就是電池組。那第二貴的零部件又是什麼呢?與電池組比起來,它的體積「微不足道」但卻控制整車電流的「命脈」,它正是被稱為電力電子裝置「CPU」的IGBT晶片。
12月10日,比亞迪在寧波發布了車規級領域的IGBT 4.0技術,在諸多關鍵技術指標上超越當前市場主流產品。同時,比亞迪宣布已經成功研發基於碳化矽的MOSFET,新型電控有望於明年量產裝車。預計到2023年,比亞迪將在旗下的電動車中做到基於碳化矽材料的車用功率半導體對矽基IGBT的全面替代,將整車性能在現有基礎上再提升10%。
[·1· 什麼是IGBT?]
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)全稱為「絕緣柵雙極型晶體管」,從功能上通俗來說,它是一種由晶體管做到的電路開關。如同家里的電燈需要按鈕來開關,IGBT通過處理數字信號來控制強電開關,它有著高頻、耐高壓、大電流的技術優勢,被廣泛應用在軌道交通、智能電網、航空太空、電動汽車等領域。
在電動車上,IGBT直接控制驅動系統直、交流電的轉換,同時對交流電機進行變頻控制,決定驅動系統的扭矩、最大輸出功率等參數。由於IGBT作用大但研發生產難度高,因此它和電池並稱當今制約電動車發展的兩大核心技術。
[·2· 打破國外壟斷 比亞迪在IGBT的進擊之路]
長期以來,IGBT的核心技術始終掌握在英飛凌、三菱電機和仙童半導體等國外廠商手里。2014年中國南車正式投產8英寸IGBT晶片,在軌道交通領域做到了自主突破,一時間舉國歡動。然而在汽車領域,比亞迪正式進軍IGBT領域的時間還得再往前推移至2005年。從組建研發團隊開始,到2008年收購寧波中緯半導體晶圓廠,再到2009年產品成功通過中國電器工業協會電力電子分會組織的科技成果鑒定做到零的突破。至此,比亞迪成為中國第一家做到車規級IGBT大規模量產、也是唯一一家擁有從晶片設計到模組製造的IGBT完整產業鏈的車企。
2009年,比亞迪發布IGBT 1.0技術,中間歷經2.0、2.5的層層迭代,如今的IGBT 4.0技術已經能夠在技術指標上超越競爭對手,達到世界領先水平。
1、在晶片損耗方面,比亞迪 IGBT 4.0技術的綜合損耗相比當前市場主流產品降低了約20%,以全新一代唐為例,在其他條件不變的情況下,採用比亞迪 IGBT4.0較採用當前市場主流的IGBT,百公里電耗少約3%。
2、IGBT 4.0產品模塊的溫度循環壽命可以做到當前市場主流產品的10倍以上。
3、搭載IGBT 4.0技術的V-315系列模塊在同等工況下較當前市場主流產品的電流輸出能力提升15%,支持整車具有更強的加速能力。
[·3· 不僅僅是一家汽車廠 比亞迪要做汽車中的英特爾]
根據中信建投的調查報告顯示,2017年,中國國內的IGBT市場規模約121億元(含車規級及工業級),約占全球總需求的50%。但大陸IGBT起步較晚,國內市場份額主要被國際巨頭壟斷,國產化率只有11%。伴隨新能源汽車產銷量爆發,功率半導體需求也隨之激增,但新能源汽車增速顯著高於車規級IGBT增速,兩者的增速不匹配,將導致IGBT供貨愈加緊張,這為比亞迪提供了良好的機遇。
目前,比亞迪IGBT晶片的生產節奏能夠滿足旗下車型5萬台/月的裝車需求,未來,比亞迪將在IGBT領域繼續投資擴大產能,在滿足自身電動車需求的同時對外供應,並立志成為新能源汽車中的英特爾。
[·總結·]
經過多年的努力和發展,國內的汽車廠商已經逐步攻克了發動機、變速箱等核心部件的技術難題。但在新能源時代,電控技術、材料、控制晶片等領域將成為新的難點和技術突破點。自主品牌要想贏得真正的較量,擁有核心技術是關鍵所在。
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