碳化硅器件在新能源車電驅(qū)動系統(tǒng)的應(yīng)用

隨著全球及國內(nèi)在新能源汽車、新能源發(fā)電和儲能等終端市場需求的快速增長，行業(yè)對碳化硅襯底需求呈現(xiàn)出持續(xù)旺盛的趨勢。800V和大規(guī)模充電樁的建設(shè)推動碳化硅材料和技術(shù)的需求增長。800V作為電動汽車領(lǐng)域的新技術(shù)，相較于傳統(tǒng)的400V電壓系統(tǒng)，帶來了更高的效率和性能。

受益于碳化硅材料自身特性，相較于傳統(tǒng)硅基功率半導(dǎo)體器件，碳化硅功率器件在耐壓等級、開關(guān)損耗和耐高溫性方面具備明顯的優(yōu)勢，有助于實現(xiàn)新能源車電力電子驅(qū)動系統(tǒng)輕量化、高效化，廣泛應(yīng)用于新能源車的主驅(qū)逆變器、OBC、DC/DC轉(zhuǎn)換器和非車載充電樁等關(guān)鍵電驅(qū)電控部件。

第九屆國際第三代半導(dǎo)體論壇（IFWS）&第二十屆中國國際半導(dǎo)體照明論壇（SSLCHINA）在廈門國際會議中心召開。期間，“第三屆車用半導(dǎo)體創(chuàng)新合作峰會“上，小鵬汽車功率硬件總監(jiān)楊恒做了“碳化硅器件在新能源車電驅(qū)控制器的應(yīng)用”的主題報告，結(jié)合小鵬G9搭載800V高壓SiC平臺的應(yīng)用，分享了碳化硅逆變器的應(yīng)用需求與挑戰(zhàn)，以及碳化硅器件應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。

當前，關(guān)于電機控制器與高壓系統(tǒng)，呈現(xiàn)出三電系統(tǒng)高壓化，充電速度大幅提升，充電電流降低，線束成本降低。SiC 器件應(yīng)用優(yōu)勢，相比IGBT器件，3-5% 效率提升；電池成本降低。功率器件模組化，功率密度提升，裝配難度與工藝成本下降。碳化硅器件的應(yīng)用挑戰(zhàn)，涉及到雜散參數(shù)的存在引發(fā)了一系列的應(yīng)用問題，關(guān)鍵技術(shù)涉及SiC模塊、EMC開發(fā)、軸電流抑制技術(shù)。其中，SiC模塊包括設(shè)計能力、分析能力、仿真能力、測試能力。

EMC開發(fā)的挑戰(zhàn)在于碳化硅高開關(guān)速度、高電壓，增大高頻共模噪聲；系統(tǒng)耦合干擾，兼容性設(shè)計難度高；充電功能復(fù)用，EMC濾波挑戰(zhàn)增大；濾波設(shè)計迭代，周期長、代價高；關(guān)鍵技術(shù)涉及電驅(qū)動總成電磁兼容性滿足，CAE電磁兼容設(shè)計，整車系統(tǒng)；軸電流抑制技術(shù)，電驅(qū)耐久；全新軸承EDM解決方案，BVR降低。

報告中還介紹了應(yīng)用實績-扶搖架構(gòu)，以及超智駕轎跑SUV 小鵬G6，其中，扶搖架構(gòu)SEPA 2.0——扶搖架構(gòu)采用先進的車載智能系統(tǒng)、一體式鋁壓鑄車身、智能熱管理系統(tǒng)、800V電驅(qū)及SIC電控系統(tǒng)、CIB電池車身一體化技術(shù)等。

審核編輯：劉清