影响新能源汽车发展的IGBT,这些车企已经展开研究

原创: 潇湘暮雨 电车汇image.png电车汇消息:新能源汽车发展已有时日,感兴趣的朋友已经对新能源汽车的电池、电机技术有所了解,但我们今天的主角很多人可能并不熟悉,它身材娇小,平时在车辆内部也不引人注意,但同样,它也是新能源汽车身上不可缺少的部分,被行业誉为功率变流装置的“CPU”。如果说新能源汽车打开了人类未来出行的大门,那么可以毫不夸张地说,这个小东西便是打开这扇大门的钥匙,它就是IGBT!

IGBT在新能源汽车上的应用在新能源汽车上,IGBT的主要作用是交流电和直流电的转换,同时还承担电压的高低转换功能。
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以上才能给电池组充电。
电池放电的时候,把通过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。
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。
核心技术岂能受制于人过去IGBT最主要的用途是在电力机车、动车组、地铁列车上,这些行业都有着特殊性,而随着新能源汽车的大规模发展,对IGBT的需求量也越来越大。
尽管需求很大,但我国的功率半导体技术包括芯片设计、制造和模块封装技术目前都还处于起步阶段。功率半导体芯片技术研究也多采取“设计加代工”模式,即先提出芯片设计方案,再由国内外的集成电路公司代工生产。而集成电路公司大多没有独立的功率器件生产线,只能用现有的集成电路生产工艺完成订单,更难解决的是我国芯片工艺技术的不成熟,先进设备多依赖进口,国外高端IGBT制造技术普遍有专利保护,由于技术壁垒,难以从国外购买IGBT设计和制造技术。
在这样的条件下,如果IGBT技术再受制于人,未来发展新能源汽车的目标就很可能受到影响。
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。
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模块的需求。
这些车企已展开IGBT研究这也引起了车企门的警戒,核心技术不能受制于人。据电车汇统计,截止目前,在车企里比亚迪和中车时代已经自己掌握了IGBT技术,上汽和北汽也通过与其他企业合作掌握了相关技术。
中车时代电气自主设计并建造的全球首条8英寸高压IGBT芯片专业生产线,攻克了高压IGBT制造关键技术和成套工艺,具备年产12万片芯片、并配套形成年产100万只IGBT模块的自动化封装测试能力,目前已实现650V-6500V IGBT全电压范围覆盖。
比亚迪集团旗下的独立子公司深圳比亚迪微电子有限公司的主要产品就有IGBT 芯片及模块。
江苏宏微科技股份有限公司具有从600-1700V IGBT芯片设计、模块封装、特性分析及可靠性研究完整的设计研发和生产能力,生产的IGBT模块现在应用于新能源专用车及电动大巴上。2017年底与北汽新能源汽车股份公司联合成立宏微-北汽新能源IGBT联合实验室,以实现提高车用IGBT性能。
IGBT行业里的龙头企业英飞凌在2018年上半年成立合资企业上汽英飞凌汽车功率半导体(上海)有限公司,模块封装项目即将量产。
新能源汽车产业是我国的重点新兴产业,同时也是国际汽车业的发展方向,IGBT无论是从功能的重要性还是从技术的发展难度上来看,已经成为新能源汽车发展的“命门”,自主设计制造国产IGBT芯片,才能不受制于人,才能在激烈的竞争中抢到行业的高点,掌握IGBT全产业链,是未来国家和相关企业必须要走的路。
文章摘自 电车汇 20181122 发自北京

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