汽车新定义09期|逆变器问题导致频繁召回,新能源车企争相布局碳化硅_功率【金沙官网】

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本文摘要:原始标题:自动新定义09 | 逆变器问题导致频繁召回,新能源汽车企业加工布局碳化物摘要:1。

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原始标题:自动新定义09 | 逆变器问题导致频繁召回,新能源汽车企业加工布局碳化物摘要:1。逆变器因通信而异,控制电动机的电源输出,在电动车驱动系统的趋势下播放关键字,高电压, 大电流,其安全问题涉及; 2. SIC器件可以进一步提高逆变器功率密度,降低系统功耗,降低系统功耗,降低系统功耗。成为未来铅驱动逆变器的首选; 3.全球电动汽车企业和零部件制造商专注于2020年的SIC逆变器,技术成熟度和成本仍然是限制其大规模推广应用的主要障碍。

生产| 搜狐汽车咖啡馆作者| 陆南11月2020年11月,穷人的星星宣布,由于变频器失败,4586台星星2型号被召回召回。自2021年1月30日起,萧鹏汽车决定回忆起13,399名小鹏G3汽车。

1月202日,南昌,特斯拉型号3,新车的第二次充电,即逆变器损坏。最近,多个电动车的故障和召回与汽车逆变器有关,为什么逆变器如此重要? 本文,我们将讨论汽车逆变器的重要性和其风险,逆变器技术将如何在当前对电动汽车需求中发展? 01采取“流量的变化,控制”重,变频器安全对逆变器至关重要? 逆变器是将DC电转换成交流电流的DC,该装置由逆变器桥,控制逻辑和滤波电路组成。在电动车辆方面,电力电池是电源,输出为100伏高压直流,负载是三相交流电机(主要是永磁电动机和感应电动机)。

逆变器从车辆控制器(VCU)获取扭矩,从电池组获取高电压DC电力,并将其转换为控制幅度的正弦波交流电和频率以驱动电动机行驶。通过控制AC的幅度,Tesla的逆变器通过控制AC的频率来控制电机的速度来控制电动机的速度。ESI汽车电气技术总监Chris Klok表示,“逆变器的设计和效率至关重要,特别是在车辆或混合动力系统之间区分。

汽车的性能和驱动的舒适性由逆变器和电动机决定,该电动机取代了传统的内燃机的作用,并在新能源车辆中起着重要作用。“机动车辆驱动电动机具有宽范围的速度,并且在驱动过程中,需要经常加速和减速,并且工作条件复杂于一般速度控制系统。

逆变器性能的性能直接影响 电机的电源输出性能。电动车的电池寿命。由于电动车的操作环境的复杂性,逆变器处于高电压(200-600V),高电流(超过200A)和大量的电磁干扰(负载突变,快速导电脉冲电流,强 电气干扰,电容在耦合和电感耦合,产品安全性和稳定性要求非常严格。

一旦逆变器出现故障,它将影响车辆功率输出。近年来,全球逆变器故障引起的汽车事故和召回涉及主要的混合动力和纯电动车。

虽然故障的原因是不同的,但它们面临的挑战和风险是一样的。电动汽车的力量继续增加,如何保证安全,稳定,逆变器的效率,是业界的重点一直在关注。

02电动汽车电力需求持续增长,SIC器件受到乘用车领域的工业,电流电压一般约为300-400V。随着技术的发展,车辆企业的意愿追求强大的功率性能和快速充电性能更为紧迫。BYD TAN的额定电压已超过600V,保时捷Taycan电压平台为800V,峰值功率为560kW。超快速充电和功率需求的提高导致电动车辆继续高压。

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为了对应于这种趋势,逆变器旨在从650V的更高750V和1200V方向开发。从该角度来看,逆变器主要由集成控制MCU,驱动等的所有硬件组成,以及焊接功率半导体模块,以及薄膜电容,直流滤波器模块,ACC,低压接插件,电流传感器, 等等。

这决定了逆变器内的功率半导体模块。简单地说,功率半导体播放的作用是非未连接开关。

它不会放大电压。打开时可以看作是电线。当它断开时,它是电子设备中电能转换和电路控制的核心。

主二极管,晶闸管,MOSFET,IGBT(绝缘栅双极晶体管)等 l与基于硅的IGBT相比,SIC器件性能更好,大多数主机和逆变器制造商主要使用600V,750V,1200V标准包硅的IGBT,TESLA,丰田等头都汽车公司已经开发定制IGBT模块和 逐步批量生产,以应用SIC电源装置。尽管基于硅的IGBT可以满足400伏〜10 kV电压的应用要求,但诸如开关频率的物理性质正在达到理论极限,这难以控制由于导通和开关引起的能量损失。

SiC是第三代半导体材料,与传统的硅基半导体材料相比,具有更宽的惰性带宽,更高的击穿电场,导热性较高,电子饱和率更高,抗辐射容量更适合制造高温 ,高频,辐射辐射和高功率器件,通常称为宽引导的磁带半导体材料。特定于申请水平,宏观微型技术总裁赵树义,表明碳化硅器件的优点,主要是:首先,SIC器件的工作温度大于200°C,工作频率超过100kHz ,压力可以达到20kV,这些性能优于传统的硅装置; 其次,SiC器件体积可以减少到IGBT机器的1/3至1/5,重量可以减少到40〜60%; 三,SIC器件还可以提高系统的效率,进一步提高成本性能和可靠性。

在逆变器中,基于硅基IGBT被SiC MOSFET替换。在不同的条件下,功耗降低了60-80%,效率提高了3%至10%,这意味着在相同的耐用内部,您可以使用较小的电池,实现较低的电池成本。

l使用SiC逆变器,以及工业化过程由于优良的技术特性而加速,进一步提高了车辆逆变器的功率密度,在SiC MOSFET中,降低了电机驱动系统的重量和成本,成为各种汽车。布局焦点在2020年尤为突出。该字段中的标题是Gerisla。

TESRA模型3是世界上第一个将SIC MOSFET器件应用于主驱动器逆变器的模型。它采用24个单管模块,设备为650V,比型号S / X基于基于型IGBT的IGBT。

电力容量密度,电力系统集成也更高,驾驶系统效率行业领导者。福迪电源驱动系统研发已经进行到第四代,批量生产SIC电源三合一产品,实现200kW的输出功率,增强双功率密度。比亚迪汉德队采用了采用系统,实现了一百公里的加速3.9秒。

根据Fuddy功率测量,SiC可以提高电气控制系统中低负荷的效率,车辆寿命增加了5%至10%; 提升控制器功率密度,由原始的18kw / l升至45kw / l,这对于小型化是有利的; 效率为6%的效率占85%的效率,培养基和低负荷面积效率增加了10%。20020年11月,XIAOKANG集团的全资子公司SAISI宣布,其基于自封装SIC器件的第一逆变器成功通过了电动驱动系统的联合试验,并成为了第一家国内,只有世界上唯一的国内。单管和自我开发模块的第三代宽,功率半导体设计(碳化硅)逆变器设计能力。

与传统动力装置(IGBT)的逆变器相比,帆的碳化硅逆变器在整个操作部分中带来显着的效率。光载效率(速度低于2000rpm,扭矩低于100nm)从65%升高到92%,达到峰值效率达到99%。在2019年法兰克福秀,德尔福推出了800 V碳化碳化硅逆变器; STMICROE还从SIC Power Device推出了一个完整的解决方案到逆变器系统; QIFU计划推动SIC电动驱动系统市场。

可以看出,SIC器件应用于逆变器,其他功率部件已成为提高电动汽车企业动态性能和效率的热点。“节能和新能源汽车技术路线图”指出,开发新的电机控制器技术,主要包括高温高电流碳化碳芯片技术,低敏感/高密度碳化硅模块封装技术,高温高频驱动技术 和碳化硅电机控制器集成技术,加快下一代宽带电力电子设备,模块的工业化和基本电机控制器行业是新能源汽车行业发展的重要任务。中国科学院院士等专家认为,我国第三代半导体发展和国际先进水平的水平并不大。如果您可以提前铺设,努力实现“十四五”期间的突破,完全实现角落超车。

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在SIC半导体器件领域,已经投资于比亚多斯半导体,中型汽车,斯卡迪亚康,韦达技术,阳佳技术等企业,其中比亚迪来自晶圆,模块到逆变器,整个车辆整合了 产业链一体化正在加快汽车级SIC产品的应用。据估计,到2023,BYD将在其电动车辆中的基于硅基IGBT上的SiC车辆功率半导体实现全面的替代方案,并在现有的基础上提高车辆性能。10%。

到2025,SiC电机控制器将适用的电压平台升至800V,电力密度增加到90kW / L,效率高达99.7%,速度高达20,000rpm。由于逆变器具有严格的标准和电力电子设备和拓扑性能,控制策略,系统集成以及包装,SiC MOSFET具有显着的发展潜力,但应用最初,电磁兼容性,长期可靠性进一步验证,制造 成本进一步减少。

根据当前成本估计,SIC模块是传统的基于硅的IGBT模块的2-4倍。在短期内,IGBT仍然领导电动车市场,SIC继续在中高端模型领域渗透替代品。随着技术进一步成熟,生产规模继续扩大,大规模的批量生产应用是不可避免的。

03结论除高性能电力半导体材料外,汽车逆变器的设计和制造仍有很大挑战:新型高功率高功率密度包和互连方法; 机器设计必须满足功能性安全标准ISO26262; 逆变器结构设计和动力集成产品的热管理设计; 高压,电流电磁兼容性设计等。在追求先进的性能时,公司应专注于逆变器和整个驱动系统的安全性,大大避免了主要驾驶安全风险的发生。返回Sohu,查看更多编辑:。

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