技術創新，始終是推動新能源汽車發展的核心引擎。當前，以整車技術為依托、三電核心技術為牽引的新能源汽車核心技術體系，正全面朝著智能化、網聯化邁進，緊密圍繞安全、續航、充電、動力、體驗等消費核心需求，正推動新能源汽車快速向前，既解決產品當前存在的問題，也引領產品的前瞻性發展，助推汽車工業的轉型與汽車社會的變革。

一、先進能量轉換控制模塊

新能源汽車控制器的核心是功率半導體，目前車用高壓大功率條件下則主要采用基于Si基的IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極晶體管)模塊。IGBT模塊是由IGBT與FWD（續流二極管芯片）通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導體產品，是能源變換與傳輸的核心器件，俗稱電力電子裝置的“CPU”，應用于直流電壓為600V及以上的變流系統如軌道交通、智能電網、航空航天、電動汽車與新能源裝備等領域。

在新能源汽車領域，車用IGBT控制著電能的通斷與轉換（交直流轉換、高低壓轉換等），電池、電機、DCDC、車載充電機等均需要它，它直接決定了新能源汽車的驅動性能、能耗、充電速率等關鍵指標。

IGBT芯片是絕對意義上的“卡脖子”技術，目前車規級IGBT由于非常高的技術壁壘，尚屬于藍海市場。先前國內市場主要依賴于進口，來自英飛凌、三菱電機等，幾乎沒有自主話語權。目前比亞迪打破了這一壟斷，已經成功掌握了IGBT核心技術，實現了自主研發和制造，并成功裝車。其產品在芯片功率損耗、散熱控制、導通壓降、電流輸出等關鍵指標上，均表現優異。

隨著技術的進步，車用電壓平臺不斷升高（戴姆勒、保時捷已經嘗試推出800V的車用高壓平臺），更加耐高壓和高功率的功率半導體成為新的需求。替換IGBT的下一代功率半導體是SiC MOSFET。SiC能將新能源汽車的效率再提高10%，但目前限制SiC應用的主要是兩方面，一是價格，其價格是傳統Si型IGBT的6倍；其次是電磁干擾。SiC的開關頻率遠高于傳統Si型IGBT，回路寄生參數已經大到無法忽略。

目前，特斯拉Model 3是最早采用SiC的電動汽車，正在快速刺激SiC基功率器件的應用，國內以比亞迪為代表的企業也在積極推進SiC的開發，比亞迪預計在2023年采用SiC基半導體全面替代Si基半導體。未來，功率半導體技術的迭代創新，將推動新能源汽車性能、效率、能耗、成本等各項指標全面提升，同時基于功率半導體展開的技術創新將成為新能源汽車致勝的關鍵。

（本文摘自由中國汽研、汽車之家及CEVE規程聯合出版的《2019中國汽車技術發展與消費者洞察研究報告 新能源汽車篇》一書）

返回第一電動網首頁 >