數日前,2019年第三代半導體支撐新能源汽車創新發展高峰論壇在廣州召開。其中比亞迪股份有限公司第十四事業部電控工廠廠長楊廣明演講主題為“比亞迪SiC功率半導體的應用優勢和挑戰”。他的內容主要圍繞比亞迪集團公司的業務布局、功率半導體的應用與現狀,和比亞迪未來在SiC模塊功率逆變器上的發展。
以下是演講內容的主要內容:
比亞迪針對“卡脖子”的功率半導體做了重點布局,至今已有十余年,產品包括IGBT、FRD、DBC、散熱底板等;
SiC基功率器件方面,比亞迪在2017年研制出SiC MOS晶圓以及雙面水冷模塊,并于2018年將之批量應用于DC/DC、OBC中;
比亞迪在混動和純電動上對SiC和Si的性能進行測算,結果顯示,SiC后電機控制器的損耗下降5%,整車NEDC續航提升30KM,里程增幅5.8%,電驅動系統整體NEDC平均效率提升3.6%;
價格是決定SiC何時在新能源電機控制器上批量使用的關鍵因素。續航里程500公里以上的高端SUV車和高端轎車可能會在2021年會開始應用SiC,小型SUV和中型轎車可能在2024年會開始應用一部分SiC,低端車可能會在2025年之后;
SiC的優勢很多,但是在模塊開發上有很多挑戰,主要有低雜散電感設計、高溫封裝材料、高壽命Bonding設計、高散熱設計以及汽車級驗證等。
NE觀察:
電動汽車、ADAS和5G基礎設施設備的本地需求,正在帶動IGBT、MOSFET等功率半導體市場的上行。
在集成化、小型化趨勢下,企業對電機及控制器的高功率密度、高效率、高可靠性、低成本等幾方面提出更高的要求。功率器件,此時就需要發揮出它在提高控制器功率密度和控制成本上的最大效用。
OEM對電驅系統的功率密度要求在不斷提高,SiC是一個較為理想的方向,但SiC晶圓的產量問題是主要瓶頸。例如,當電壓平臺上升到800V以上時,SiC MOS應用產生的效益將超過傳統的Si基IGBT。
SiC功率電子在2020年尚未應用的另一大原因是用于生產元器件所需的SiC晶圓不足。目前到未來一到兩年內,只有可能由類似雷克薩斯一類的豪華車型可能應用SiC,但無法滿足需要大批量生產的平價車型的需求。
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原文標題:深度丨比亞迪SiC功率半導體的應用優勢和挑戰
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