丁香成人网 比亚迪发布1000V汽车平台,SiC迎来利好
文 | 半导体产业纵横丁香成人网
最近,肃肃发布了超等e平台,这是全球首个量产的乘用车“全域1000V高压架构”,将电板、电机、电源、空调等全系高压部件都作念到了1000V,将新能源汽车带入“油电同速”时期。王传福现场演示时,唐L车型电量从8%充至61%仅用5分钟,续航里程从53公里跃升至410公里的场景。
此外,为稳健全新的1000V架构,比亚迪同步推出了1500V车规级SiC功率芯片,这亦然行业初度量产讹诈的、最高电压等第的车规级碳化硅功率芯片,亦然超等e平台的中枢部件。
汽车产业高压平台加快迭代
其实所谓的400V、800V、1000V等架构并非精准数值,也不是国度圭臬,而是行业正常的称谓。
一般来说,额定电压在 230V 至 450V 之间的车辆属于 400V 架构;550V 至 930V 之间为 800V 架构;830V 至 1030V 基本可称作 900V 架构,像普及的 900V 平台,最高电压达 925V,充电峰值功率 600kW,充电峰值电流 765A,就处于这一区间。1000V 架构络续指额定电压在 930V 往上,接近或达到 1000V 以至更高的情况。
2019 年上市的保时捷 Taycan 是高电压平台的 “先驱”。出于对充电速率和合手续性能的追求,Taycan率先量产了800V电压平台,但当作“先驱”,保时捷也承担了相应的开发风险和挑战,受限于各零部件开发过程的不同,率先的Taycan并莫得拿出一个系数由800V用电器组成的电压平台,并在电板的快充速率上进行了一定的融合和败北。
不吝在车上加多如斯复杂的电压退换开拓,保时捷Taycan最主要的观念便是要缩小用户在充电上付出的时刻老本。而在其他高压部件以及电板快充智商得回进取之后,保时捷Taycan过头后续车型还有望在350kW充电功率的基础上,进一步发掘出800V电压平台的后劲。
如今高电压平台技艺也在遮蔽更多黎民车型。当代汽车就在其E-GMP平台上使用了800V电压平台。飞驰的EVA平台、通用的第三代纯电动平台、捷豹路虎的电气化平台,也都纷纷礼聘了800V当作车辆的运行电压。此外,诚然MEB平台的车型才上市不久,但大众也迫不足待地暴虐了Trinity神色,预测将于2026年讹诈800V超充技艺。
国内方面,新势力、自主、结伙主流车企均已布局高压平台架构。新势力车企如赛力斯问界、蔚来、小鹏,自主品牌如比亚迪、极氪、埃安、极狐、阿维塔,结伙车企如飞驰、良马、奥迪等。跟着越来越多的车企布局800V高压平台架构,技艺纯熟度握住提高,同期由于范围效应,老本安详责怪,质料也愈加踏实,这为800V高压平台大范围上车提供了坚实的基础。
不错说,国内厂商在高电压平台方朝上的开发职责也并不过时。比亚迪是第二家领有1000千瓦充电器的中国汽车制造商。东风旗下的Voyah品牌昨年9月推出了VP1000充电器,但践诺速率安详。
从两年前800V高压平台还仅仅高端车的专属,到当今新车大宗摄取,高电压大功率超充的普及诚然还比不上低压充电桩,但长久来看,800V、900V 以至 1000V 高压架组成为主流是势必趋势。
高压平台上风较着
以往,受硅基 IGBT 功率元器件耐压智商适度,电动车高压系统多摄取 400V 电压平台。基于该电压平台的充电桩中,充电功率最大的是特斯拉第三代超等充电桩,达到了250kW,职责电流的峰值接近600A。若要进一步提高充电功率、缩小充电时刻,将电压平台从400V提高到800V、1000V以至更高水平,大势所趋。
800V 电压平台搭配 350kW 超等充电桩,充电速率远超常见的 120kW 直流快充桩,安详向传统燃油车加油的浅易体验面临,这对依赖群众充电关节的用户而言是极大的便利。而且,在用电功率相易的情况下,提高电压等第能减小高压线束传输电流,缩减线束截面积,责怪线束分量、圣洁装配空间。
左证业内东谈主士分析,在我国超等充电桩国标落地后,充电桩的最大充电功率有望达到600kW以上,“充电五分钟、续航200公里”也将从一句打趣酿成实践。
比亚迪的 1000V 平台上风则更为杰出:一是补能速率大幅提高,比拟 800V 架构汽车充电 5 分钟续航 200 公里傍边,1000V 平台可竣事充电 5 分钟续航 400 公里;二是电机功率权臣提高,千伏架构电机在高速区后段功率提高超 100%,零百加快更快,100 - 200 公里超车加快更强;三是电机功率密度大幅提高,1000V 电压平台使电机铜损更小,比亚迪超等 e 平台的电机功率密度达到 16.4kW/kg,远高于部分 800V 电机的 8kW/kg。
高压平台为什么礼聘碳化硅?
高电压平台技艺虽看似仅仅提高整车电压,但在技艺开发和讹诈上却是系统工程。
在电驱动系统中,电压升高对绝缘智商、耐压等第和爬电距离条目更高,会影响电气部件联想和老本。其中,电机阻抑器的中枢元件 —— 功率半导体器件是主要难点。
三级片网站咫尺,雕悍车规级圭臬的功率半导体器件里,主流的硅基 IGBT 耐压等第在 600 - 750V,适用于 800V 平台的高压 IGBT 居品较少,且存在损耗高、成果低的问题。为适配 1000V 超高压充电,比亚迪自研并量产了电压等第达 1500V 的全新一代车规级碳化硅功率芯片,这是行业初度量产乘用车讹诈的最高电压等第车规级碳化硅功率芯片。
比拟于硅材料,碳化硅具备高压、高频、高温的特质,在功率提高、责怪损耗方面阐扬出色。在新能源汽车中,SiC 主要讹诈于能源阻抑单位(PCU)和充电单位(OBC)。对前者而言,讹诈碳化硅的SiC MOSFET相较现时主流的Si IGBT或者让升压退换器(boost converter)将能源电板的输出电压升压到更高,同期也能让逆变器(inverter)将直流电转念为交流电的频率变得更高。
更高的输出电压不错适配性能愈加强盛的驱动电机,灵验减小尺寸、体积和分量,同期碳化硅具有更低的关断损耗,从而减少了发烧量。这么一来,伊始不错提高成果并扩大高效转速区间,让新能源车在当年不擅长的中高速工况下也变得高效,带来更长的续航里程;二来,由于发烧量大幅责怪,使PCU散热需求责怪,从而松开PCU 质料与体积,开释更多空间并进一步轻量化,一定程度上延迟续航。因此,SiC在PCU上的讹诈,不错让新能源汽车续航更长,性能更强。而在OBC的讹诈上,由于不错承受更高的充电电压,使得充电时刻进一步缩小。
咫尺大部分400V车型仍是硅基IGBT的天地,对摄取碳化硅仍魂不守宅,但在800V-1200V平台,碳化硅功率半导体昭彰是绝佳礼聘。而且,比亚迪不仅将电板和电驱升级到1000V,还对充配电系统、电动空调等重新联想,一皆提高到1000V,这也将加多碳化硅半导体的讹诈量。
仅仅由于咫尺在产能和老本方面仍无法与IGBT相比好意思,碳化硅器件的普及还需要时刻,业内对2025年碳化硅MOSFET的渗入率预期大宗在20%傍边,明天几年内IGBT仍将是电驱动系统最主流的功率半导体器件。
碳化硅开启扩产海潮
2024 年,比亚迪虽为全球新能源汽车销量冠军,但碳化硅车型销量低于特斯拉、平稳。这次比亚迪将乘用车碳化硅主驱芯片电压提高至 1500V,首乘车型遮蔽汉LEV、唐LEV、仰望 U7、腾势 N9,明天该技艺将下放至全系车型,包括初学级居品(如秦LEV等),明天将大幅加多碳化硅的用量需求。
在市集需求推动下,中国碳化硅衬底出产智商赶快膨胀。统计数据揭示了一个权臣的增长趋势:纵脱2024年6月底,中国在这一领域的产能仍是达到了约348万片(等效6英寸),况且预测到年底这一数字将增至400万片。
天岳先进的上海临港工场纵脱2024年一季度已或者竣事年30万片导电型衬底的智商,况且正在霸术临港工场的第二阶段产能提高,其8英寸碳化硅总体产能霸术约60万片。
天科合达碳化硅晶片二期扩产神色在徐州经开区开工,神色总投资8.3亿元,达产后,可竣事年产碳化硅衬底16万片。
晶盛机电已量产6-8英寸碳化硅衬底且中枢参数方向达到行业一活水平,正在积极鼓励8英寸碳化硅衬底的产能快速爬坡,并拓展了国际客户。
烁科晶体SiC二期神色已齐全验收,其中一期工程已于2024年5月完成验收;二期工场在一期工程基础上扩建,在2023年8月进行备案,同庚10月提交成就肯求,咫尺也宣告完成验收,建成后将新增6-8英寸碳化硅衬底年产能20万片。
中晶芯源其8英寸碳化硅神色肃肃投产,盘算推算总投资15亿元,达产年产能为30万片。
今后三年,南砂晶圆投资扩产的要点将放在济南朔方基地神色上,大幅提高8英寸碳化硅衬底产能。
重庆三安其8英寸碳化硅衬底厂在8月底已竣事点亮通线,年产能为8英寸碳化硅衬底48万片,是三安光电为其与意法半导体结伙的8英寸碳化硅器件厂配套成就的碳化硅衬底厂。
此外,士兰明镓、广东天域半导体、芯粤能等企业也在大举扩产。
不出丑出,好多厂商的产能爬坡速率卓越预期。
中国企业领跑碳化硅衬底技艺
除了产能外,中国企业在碳化硅衬底技艺方面也在握住打破。
2024年11月,天岳先进发布了12英寸(300mm)N型碳化硅衬底居品,象征着碳化硅产业肃肃迈入超大尺寸碳化硅衬底时期。
2024年12月,中电科半导体材料有限公司所属山西烁科晶体有限公司生效研制出12英寸(300mm)高纯半绝缘碳化硅单晶衬底,并同期研制生效12英寸(300mm)N型碳化硅单晶衬底。
中国企业如今运转安详领跑碳化硅衬底技艺。敷陈泄露,2021年至2023年期间,中国参与者败露的SiC发明专利数目加多了约60%,是全球主要国度和地区当中增长更快的,同期亦然专利肯求量最多的。尤其是2023年,在全球SiC专利肯求当中,卓越70%都是来自于中国实体。这也侧面体现了中国企业的研发智商。