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性能逾越IGBT北汽新能源国内首家高频SiC电机独霸器强势来袭!

  新能源汽车行业对汽车动力性的探寻从未停止。而电机把持器当作把持新能源汽车中央动力的大脑,素来是业界眷注的要点。新能源汽车的要旨动力系统是电机独揽器上由硅质料(以下简称为Si)加工创作而成的IGBT半导体功率器件,但是由于资料限制,古板Si基功率器件在良多方面逐步迫近乃至已达到其资料的本征极限。以碳化硅(以下简称为SiC)为代表的第三代半导体原料,正以其卓越的职能吸引着天下零部件需要商和新能源汽车行业的留意。

  北汽新能源作为中原新能源汽车行业的领军企业,是国内最早整车搭载SiC质料独霸器并举办量产的企业之一。日前,搭载第三代半导体SiC电机独霸器的北汽新能源实车,在吐鲁番即将落成夏令高温测验,并在后续展开里程实在性测试和冬季高寒的确性尝试,将SiC资料垄断器在非常情状下的确切性进一步的验证。

  为了供应更好的产品给客户,北汽新能源在设备SiC电机独揽器的途上直面挑拨。早在2018年,北汽新能源就起首了对SiC独霸器的兴办。源委簇新一代主控芯片的应用、软件架商洽代码履行效能的进一步优化,并基于SiC模块进行了网罗驱动才华、短途庇护在内的一系列驱动电道的深度优化策划,在2019岁首即修设出了第一台全盘自立装备的SiC电机独揽器样机。当前,北汽新能源兴办的SiC把持器开闭频率已从最初的10kHz提拔到25kHz,独揽器功率抵达220kW以上功率等级,在量产产品鸿沟下,独霸器到达了43kW/L以上的功率密度,最高效劳从98.5%提拔到99.2%,同时主持器材备多核运行、电源管制、踊跃短路••、高压辅电等多种功能安宁联系模块,为整车安全运行供应内幕保护。

  在整车岁月上,仅搭载SiC控制器一项主意优化,整车NEDC效劳就擢升3个百分点。就控制器频率的晋升所带来更为合节的时候冲破——电机转疾的提拔而言,北汽新能源已设置出2万转以上的高极对数永磁电机,正在紧锣密鼓的测验中,揣度未来搭载美满超高频利用SiC垄断体系的整车NEDC服从至少可降低5%•,整车减沉10%以上,从而告终经济收益提升,到达既提高了整车收益性,又提升了整车综关性能的利用方向。

  SiC原料依附较Si质料相比具有3倍的禁带场强•、10倍的临界击穿场强、2倍的电子胀和漂移速率和3倍的热导率等优势,具有更高频、高效、耐高压、耐高温等特性。新能源汽车的挑选从Si资料转移到SiC质料,主要谋略便是经历改动操纵器的控制方式•、温度•、体积、效率等参数,提升全数编制的功效指标,从而举行整车体系优化,抵达续航里程的晋升或肖似里程下的资本优势•。字据合连试验罢了阐发,遴选SiC原料的垄断器组件与Si基器件比较,主持器体积或许减少1/5•,沉量减轻35%,电力耗费从20%降低到5%,出力抵达99%以上,整车续航里程提升5%以上,社会经济成绩相等彰彰。

  仰仗看待本能的显着晋升,稠密威望企业纷纷插足了SiC原料研发的疆场。行业巨头的科锐在2019年对外发布,将进入10亿美元用以加添SiC产能•,在其公司总部开发一座遴选开头进功夫的主动化碳化硅产品超级工厂,预计于2024年统统竣事。与此同时,博世汽车发表将在2020年坐蓐用于电动汽车的下一代节能芯片•,牟取在另日三年内征采到SiC产品的量产路途,这是博世133年历史上最大的一笔投资•。作为第一家将SiC模块批量运用到电动汽车上的整车厂,特斯拉每年估计消耗50万片6寸SiC晶圆,ST仍然无法满意其供应需要,特斯拉正在摸索此外等晶圆厂家为其需要充塞稳重的货源。SiC质料主持器的前景迎来可料念的爆发期。

  不过,SiC原料的优势也为它带来了相应的离间。从材料成本上,SiC质料价钱本钱偏高,导致产品无法大规模扩充;在操纵本领上,何如降低SiC操纵器开关频率、加强驱动光阴的高安全性•、执掌EMC与EMI(电磁兼容与作梗)问题和降低SiC体例热消耗等都是SiC产品批量应用上需求战胜的繁难。北汽新能源日前告终的夏季高温测试,将来即将发展的里程确实性试验和冬季高寒真正性测验,正是在箝制困难的征程上,陆续的前行,只为用户带来更为畅快的驾驶领悟。

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