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Wayon维安IGBT主要应用于电动汽车的汽车电机驱动控制系统、车载空调控制系统、充电桩三大方面。
IGBT主要应用于电动汽车的汽车电机驱动控制系统、车载空调控制系统、充电桩三大方面。
1、汽车电机驱动控制系统
新能源汽车中电机驱动系统的主要作用在于能量的转换,即从电池直流电转换到电机交流电或者从电机交流电转换到电池直流电,其中从直流电转到交流电称为逆变且主要用到的功率器件就是IGBT。
IGBT作为功率转换器件,其实更常用于高压功率的转换。电动汽车在转换过程中,电池电压一般在200V以上,过流能力在300A以上,功率器件的击穿电压在600-1200V左右,开关频率在20KHZ以内,因此可通过IGBT模块来实现高压、大电流的操作。
2、车载空调控制系统
电动汽车车载空调的工作原理与电动驱动相同,即通过逆变器将高压电池的直流电转换成交流电后,驱动空调压缩机电机进行工作,但同比电动驱动系统功率较小。而车载空调控制系统中击穿电压和额定电流的选定主要通过IGBT来实现。
3、充电桩
充电桩有直流和交流两种。以直流充电桩为例,其工作原理是充电桩一端与交流电网相连,交流电通过整流功率模块转换成直流电,流经电容稳压滤波器后通过IGBT功率模块逆变为高频交流电,最后变压器耦合及整流单元将它转换成不同的直流电压等级,为不同的电动汽车充电。
在电动汽车中,电动驱动系统占整车成本的15%-20%,而IGBT模块占电机驱动系统的50%,也就是说IGBT占整车成本的7%-10%,是除电池之外成本第二高的元件,可以说决定了整车的能源效率。除此之外,IGBT占直流充电桩中约30%的原材料成本。
新能源汽车,即动力系统组成部分中有非传统燃料作为动力来源的驱动方式。目前所有的新能源汽车,最明显的特点是电池和电机驱动系统作为汽车动力来源,电机驱动系统中的电机控制器,最广泛的方案就是使用IGBT。
IGBT在新能源汽车中的应用分类:
IGBT 作为能源变换与传输的核心器件,其价值约占整车成本的1-2%。我们以商用车和乘用车出货量均最大的150KW的电机控制器做分析,电机控制器(单机版本)总成本约4000元,各组件占比如下图:
其中,IGBT的成本约1400元,占电机控制器总成本约34%。IGBT的高比重、高价值属性,加上近年国际贸易风险的提高,国产化替代顺势而为。随着国内IGBT行业的发展,器件可靠性越来越高,成本优势越来越明显,服务优势更加凸显。因此,IGBT国产化的用户粘度也会随之攀升,对于国产IGBT器件来说,发展前景是非常可观的。
目前,新能源车已经进入快速发展轨道,其发展也逐渐由政策导向转为市场导向。在此基础上,新能源车关键零部件已进入充分竞争,保证质量、降低成本是重要课题。
2021作为SiC器件爆发的元年,牵引着新能源汽车行业做技术迭代——400V电压平台升级80OV电压平台。确实SiC MOS有着无与伦比功耗优势,在电池续航焦虑的时期,SiC器件能提供多出的7%~10%续航是难能可贵的,可以不计成本。 而800V电压平台,IGBT也必然会有一席之地:商用车上已然成熟的应用场景;IGBT7精细沟槽带来的低导通压降和低开关损耗,更小的芯片面积;更低的成本,决定了IGBT依然会是800V电压平台功率器件的主力军。
SiC性能无法做到绝对优势,那么IGBT成本优势就体现出来了。根据2021年12月份销量数据统计,A级及以下车型占比超过70%,说明10W元及以下定价电动车还是目前行业的主流,相较于高端车型来说,这部分车型对于成本的要求更加苛刻。
按目前的车用SiC-MOSFET模块的市场价格计算,同等电流规格的IGBT和SiC的成本价格相差至少1倍,IGBT的成本优势明显,市场空间不会被SiC-MOSFET挤占。乘用车电机控制器这种以量换价的市场如此,商用车电机控制器这种价格成本占绝对主导地位的市场更亦如此。
WAYON维安新能源汽车行业IGBT产品规划
维安在布局IGBT产业时,即开始规划车用模块,并将在今年Q2~Q3季度推出适用于商用车的HD封装模块和物流车用的VA模块,该模块的特点有:
·更高的功率循环寿命设计
·通用封装设计
·更高的鲁棒性
·更严格的筛选测试流程
·更完善的品质管控过程
以客户的实际需求为向导,提供客户需要的产品。
HD模块尺寸兼容英飞凌的EconoDUAL 3封装,适用于100KW~200KW商用车及物流车电机控制器;
VA模块外形尺寸兼容英飞凌HP1封装,适用于60KW~100KW物流车电机控制器。
维安IGBT模块型号表:
电压1200V,电流从100A-600A
100A:WGM100PC120T1
150A:WGM150FC120T1
200A:WGM200HC120T1
300A:WGM300HC120T1
450A:WGM450HD120T1
600A:WGM600HD120T1
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