深圳市石金科技股份有限公司 歡迎您！
咨詢熱線
137-2866-53462018年12月，比亞迪發(fā)布了在車規(guī)級領(lǐng)域的IGBT 4.0技術(shù)，此前這項技術(shù)及零部件基本都被國外的企業(yè)所壟斷。而發(fā)布此項技術(shù)之后，比亞迪成為了國內(nèi)第一家實現(xiàn)車規(guī)級IGBT大規(guī)模量產(chǎn)、也是唯一一家擁有IGBT完整產(chǎn)業(yè)鏈的車企。今天跟大家聊聊和IGBT相關(guān)的事吧。
什么是IGBT？它是干什么的？ IGBT中文稱“絕緣柵雙極型晶體管”，你可以把它理解為一個開關(guān)，用在電壓幾十到幾百伏、電流幾十到幾百安的強電上。這時候你可能會想到，這個電壓電流的量級，不就是我們?nèi)粘＜矣秒姷牧考墕幔康依锏碾姛糸_關(guān)是用實體按鈕控制的，IGBT不用機械按鈕，是由計算機控制的。 我們?nèi)粘Ｉ钪校褂玫亩际墙涣麟姡l(fā)電廠發(fā)出來的都是交流電，但如果你想給電動車充電，必須把交流變成直流才能充進去，IGBT正好就能實現(xiàn)這個功能，電池放電的時候，通過IGBT把直流電轉(zhuǎn)變成交流電機使用的交流電。這是IGBT的一個功能：交流直流互轉(zhuǎn)。 IGBT其實離我們并不遙遠，就算你家里沒有汽車，有些很常用的東西里也有IGBT，比如電磁爐和變頻空調(diào)。這涉及到IGBT的另一個功能，變頻。比如電磁爐需要把普通的50赫茲交流電變成20-40千赫茲的高頻交流電。 當然它也是變壓器的組成部分。 所以IGBT是一個很“均衡強勢”的東西，雖然上面說的幾個功能使用逆變器、整流器、變壓器等也能實現(xiàn)，但一是他們不能承受那么高的電壓，二是開關(guān)速度沒有IGBT快，IGBT一秒鐘可以開關(guān)幾萬次。 IGBT在電動車里干什么？ IGBT主要應(yīng)用于電動汽車領(lǐng)域中以下幾個方面： ◆1. 電控系統(tǒng) 大功率直流變交流（逆變器的功能）后驅(qū)動汽車電機； ◆2. 車載空調(diào)控制系統(tǒng) 小功率直流/交流逆變； ◆3. 充電樁 智能充電樁中IGBT模塊被作為開關(guān)使用； ▲ 比亞迪車規(guī)級IGBT模組 上面說了IGBT可以承受高電壓、可以變頻、可以控制交直流轉(zhuǎn)換、可以變壓，也就是說現(xiàn)在有了電壓、頻率都受控制的強電，這個強電就可以用來驅(qū)動汽車、高鐵等交通工具的電機。 IGBT有點貴，并長期被國外供應(yīng)商壟斷 據(jù)悉，IGBT約占電機驅(qū)動系統(tǒng)成本的一半，而電機驅(qū)動系統(tǒng)占整車成本的15-20%，也就是說IGBT占整車成本的7-10%，是除電池之外成本第二高的元件，也決定了整車的能源效率。 ▲ 2016-2020年IGBT應(yīng)用收入 不僅是新能源車，直流充電樁和高鐵的核心也是IGBT管，直流充電樁30%的原材料成本就是IGBT。電力機車一般需要 500 個 IGBT 模塊，動車組需要超過 100 個 IGBT 模塊，一節(jié)地鐵需要 50-80 個 IGBT 模塊。 著名的IGBT供應(yīng)商是英飛凌，它幾乎壟斷了處日系廠商外所以電動車的IGBT，而日系比如豐田，其混動車的IGBT都是自己完成的，也是全球唯一能自產(chǎn)IGBT的廠商。 這回你明白比亞迪實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)IGBT的意義了吧。 剛攻克的技術(shù)，為何被碳化硅取代了？ 其實碳化硅（SiC）是下一代IGBT，碳化硅“取代”IGBT只是正常的技術(shù)上的更迭。碳化硅的優(yōu)勢很明顯，近其通態(tài)阻抗（就是半導體器件在導通狀態(tài)下的電阻）為通常硅器件的十分之一，本身發(fā)熱量小,導致用其制作的器件的導熱性能極優(yōu)。還有,碳化硅功率器件可在400℃的高溫下正常工作。其可利用體積微小的器件控制很大的電流。工作電壓也高得多。 ▲ 比亞迪 SiC 模塊 碳化硅的研究依舊是日本人領(lǐng)先，比如三菱等大廠現(xiàn)在可以做到量產(chǎn)碳化硅元件，豐田在2013年就 建立了碳化硅半導體試制線，預(yù)計2021年旗下的混動車和氫燃料電池車就全面使用碳化硅。不過比亞迪也很努力了，他們已經(jīng)成功研發(fā)了SiC MOSFET，有望于2019年推出搭載SiC電控的電動車。預(yù)計到2023年實現(xiàn)SiC基車用功率半導體對硅基IGBT的全面替代。 目前限制SiC應(yīng)用主要是兩方面，第一個當然是價格，其價格是傳統(tǒng)Si型IGBT的6倍。其次是電磁干擾，當然也有工藝方面等難以攻克的問題。 點評 好的，以上就是IGBT和其下一代碳化硅的基本信息，其實這些內(nèi)容更多的涉及到新材料、半導體等方面的知識在新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用，所以我們十分歡迎更加專業(yè)的朋友們在評論區(qū)交流，大家一起學習吧。
本文出自深圳市石金科技股份有限公司，公司是集銷售、應(yīng)用開發(fā)，產(chǎn)品加工的石墨專業(yè)廠家，專門為模具行業(yè)、機械行業(yè)、真空熱處理爐、電子半導體及太陽能光伏產(chǎn)業(yè)等提供石墨材料、石墨電極和相關(guān)的石墨制品，歡迎致電13662687390
聯(lián)系部門
鐘先生：150-1381-7458
羅小姐：137-2866-5346
電子郵箱：project@goldstonelee.net
公司地址：深圳市寶安區(qū)西鄉(xiāng)街道龍騰社區(qū)匯智研發(fā)中心BC座C1801
石金石墨
掃描二維碼
