抢先上车的400V SiC电驱系统

NE时代新能源/Leslie

阅读 3301    更新于2022-07-06 08:52:24

在800V整车批量落地之前,国内400V电压平台的电动汽车率先搭载了碳化硅电驱系统。

第三代半导体材料碳化硅被视为800V电压平台的“绝配”,往往同时出现在某高端或豪华电动汽车的零部件配置表中。小鹏、吉利、现代、广汽等车企都提出了在800V整车上采用碳化硅产品的规划。

但若按照时间来看,400V整车最先开始使用SiC。特斯拉是首个在400V整车中将IGBT迭代为SiC的玩家。国内比亚迪自主研发、制造的SiC MOSFET功率器件搭载在汉EV四驱高性能版上。自此,SiC打响在高端电动汽车市场的知名度。

到目前为止,极氪、蔚来、smart等明确在400V整车上应用SiC电驱系统,并实现量产,一是大功率车型为了降低能耗,二是为转型到800V储备技术。

芯聚能总裁周晓阳曾谈到,在如今普遍使用的400V电压平台下,采用SiC可以提高大概3%-5%的效率。尤其是在城市工况中运行,效率的提升会更高。当然,在800V平台下,SiC的优势就能发挥得更好,总体效率提高6%-8%。同时电压平台从400V提升到800V,意味着电动汽车所有的高压元器件及管理系统都要提高标准,首当其冲的就是主驱逆变器,而且在主驱逆变器这块,SiC替代Si不可逆转。

意法半导体也指出,在400V 电压平台下, SiC 能够比 IGBT 器件拥有2~4%的效率提升,而在 750V 电压平台下其提升幅度则可增大至3.5%~ 8%。

以下为新一批明确采用400V SiC电驱系统的整车:

威睿电动与极氪

极氪威睿200kW SiC电驱动总成在今年6月正式批产下线(SOP)。该款总成是基于吉利浩瀚架构打造的首款SiC电驱产品,由威睿电动汽车技术有限公司全新自主研发及生产制造。其中的核心SiC模块则是由本土厂商芯聚能提供。

据威睿该项目总工刘波介绍,由于SiC模块本身损耗低的特点,电驱系统在保持了之前IGBT版本电驱驱动系统高效、紧凑、功率及扭矩密度大、静谧等各项优势的前提下,进一步提升了系统效率,使得整车续航里程提升约3%~5%左右。

威睿电驱研发总负责人阮鸥表示,该总成作为威睿400V硅基IGBT 200kW电驱平台EDS1量产半年后的首款量产的SiC产品,通过了吉利汽车集团质量控制体系的认可,后续将陆续搭载相关车型,与此同时,下一代800V 平台的多款产品将在现有开发经验的加持下快速推进。

据了解,该电驱系统采用的SiC模块是由本土厂商芯聚能自主研发生产。SiC模块具备损耗低,耐压高及运行频率高的特点,能够帮助提升系统效率,本次搭载在威睿200kW SiC电驱动总成的产品通过器件级可靠性AQG324的测试要求,进而通过控制器,总成及整车级环境和可靠性耐久试验,论证了产品及系统的可靠性。

芯聚能与smart精灵#1

芯聚能碳化硅主驱模块成功登陆smart精灵#1量产车,成为国内第一批由第三方提供的,进入量产乘用车的碳化硅主驱模块,这也意味着芯聚能的碳化硅模块和使用芯聚能碳化硅模块的控制器均已进入量产状态(SOP)。

芯聚能成立于2018年,目前正深耕SiC功率半导体器件及模块的研发、设计、封装、测试及销售。据芯聚能总裁周晓阳的介绍,芯聚能SiC模块(6-in-1)将用于主逆变器,且已通过国内前三的主机厂车载可靠性测试、夏季标定和耐久测试,系统环境耐久试验考核,预计2022年Q1量产。

安森美与蔚来

蔚来最新发布的智能电动中大型SUV ES7,是蔚来NT2第二代平台的首款SUV,也是其第三款应用了碳化硅电驱系统的电动汽车。

近日,蔚来自我拆解了ET7碳化硅电驱系统。从性能上看,该款电驱系统峰值功率为180kW,CLTC效率达到了91.5%,功率密度达到2.0kW/kg。

据蔚来解说,该电驱系统首搭碳化硅模块,效率大幅提升。碳化硅功率模块更耐高温,同等体积下最大电流能力提升30%以上,结合碳化硅模块低开关损耗特性,通过软硬件协同控制策略优化,使电控系统的综合损耗降低4%~6%。

据安森美5月份发布的信息,蔚来选用了他们最新的 VE-Trac™ Direct SiC 功率模块。VE-Trac Direct SiC是集成的单面直接水冷 (SSDC)功率模块,采用6组配置,导通电阻低至1.7 mΩ。该平台采用了安森美的第二代SiC MOSFET技术,使性能、能效和质量都达到新的水平,同时与上一代IGBT共享兼容的封装尺寸。

蔚来高级副总裁曾澍湘表示:“在我们考虑的所有方案中,VE-Trac Direct SiC主驱功率模块在测试中提供了最好的能效,使我们的新欧洲驾驶循环(NEDC)里程比目前的硅方案延长了4%。”

博格华纳与欧洲汽车制造商

博格华纳宣布,将为一家欧洲汽车制造商提供适用于多个纯电动力平台车型的400V碳化硅(SiC)逆变器。搭载该碳化硅逆变器的车型将于2023年开始生产。

该逆变器采用双面水冷的功率模块设计,在推进汽车电气化方面取得了重大突破,并为汽车制造商提供了卓越的操控性能,如提升驾驶性能、延长续航里程并缩短充电时间等。

这款新的碳化硅逆变器设计主要得益于博格华纳双面水冷的模块设计技术,致力于减少半导体面积和碳化硅材料,与其他硅基逆变器相比,重量更轻、体积更小,且成本更低。基于于无焊线的模块工艺设计,该系统具有更高的可靠性,其中硅基的IGBT模块被碳化硅 Mosfet模块替代。这使得开关损耗减少了70%,为汽车制造商的电驱系统提供了更好的性能和更低的成本。

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