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大功率半导体厂商与整车厂商应更加亲密合作

2010-12-24 15:17
kumsing
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  插电式混合动力车与纯电动车中的电机与电控技术正在为半导体厂商提供越来越多的合作空间,因此,半导体厂商与整车厂商之间的关系应该更加亲密一些。不过,笔者在2010年世界电动车大会(EVS25)上似乎并没有强烈感受到这一点。转遍了全部展馆,看到的汽车半导体大厂商只有英飞凌、富士电机、泰科电子和赛米控(Semikron)寥寥数家。

  分析众多国际汽车半导体厂商没有出现在本届世界电动车大会的原因之前,让我们首先来看一下目前汽车产业供应链的大致构成:整车厂商、配套部件厂商和半导体厂商。一般情况下,这几类厂商是依序合作。

  而在正在到来的电动车时代,汽车技术将出现巨大变化,电池、电机与电控技术将成为核心。正是看到了这一历史性机遇,英飞凌、富士电机、泰科电子和赛米控(Semikron)高调亮相EVS25,欲彻底打破传统的合作关系,准备主动展示自身的技术魅力,以吸引整车厂商和配套部件厂商,达到与两者同时“联姻”,从而确立在新产业链结构中更加强势地位的目的。而其他很多汽车半导体厂商可能出于固守传统产业链合作方式,或者受限于自身技术范围不够宽,缺席了本次世界电动车大会,从而也可能失去了一次拓展市场的机会。

  在与英飞凌和富士电机相关人士的交谈中,后者表现出了东方传统的含蓄和腼腆,对市场形势并未评论,只是介绍了其技术情况。富士电机的IGBT功率模块已应用于丰田混合动力车的升压DC-DC转换器方面。具有用升压转换器将288V电池电压提升为650V电机驱动电压的功能,电机输出功率约为120kW。

  规格为600V(300A)及750V(200A)的IGBT模块,可作为配置在动力电池及电机之间进行交直流转换的逆变器使用。2011~2012年将进入电动车实用市场。富士电机展示的400A(650V)IGBT功率模块如图1所示。

  

  图1富士电机的650V(400A)IGBT功率模块

  另外,富士电机符合CHAdeMO标准的电动车快速充电器将很快进入中国充电基础设施市场。

  与富士电机不同,英飞凌则表现出了西方式的外向美,其汽车半导体电驱动部总监MarkMunzer指出:“作为全球汽车半导体最大供应商,我们非常看好未来的电动车市场,半导体厂商的作用更加重要。尤其是拥有高压大功率半导体技术的厂商,将获得比以往更多的市场机会,而我们可以为中、外电动车整车厂商提供高、低压技术方案。目前我们已与中国一些开发电动车的整车厂商建立了合作关系,同时希望通过这次EVS25大会与更多的整车厂商建立直接合作关系。”不过,他不希望披露这些合作厂商的名字。

  英飞凌针对纯电动和插电式混合动力车的HybridPACK系列IGBT模块,功率范围在20~80kW。采用了沟槽栅和场截止层技术,可以降低饱和电压,维持开关速度,并减小芯片厚度,增大功率密度。另外,通过改进模块内部的焊线工艺,将结温Tvjop提高到150℃或175℃,增加了功率循环次数,进一步提高了可靠性。模块规格为400A/650V和800A/650V(见图2)。

  

  图2英飞凌的400A(650V)和800A(650V)IGBT功率模块

  Munzer表示,多家厂商正在开发基于SiC的IGBT功率模块技术,预计商用后效率可提高20-30%。2011年底,经上车实际验证后的英飞凌第5代SiC二极管将上市,其后再推出相应的IGBT功率模块。

  对于动力电池的效率,英飞凌的电感主动式电池均衡技术可以对电池组进行充放电均衡,电池之间多余或不足的电能可以相互传输,防止某些电池单元的过充、过放情况。5A的均衡电流还可以减少均衡时间。电池管理系统最多可支持16块电路板,并以CAN总线方式通信,每块电路板最多可管理12个串联电池单元。另外,温度监测有4个通道,这可以降低温度变化对电池组性能的影响。

  另据了解,英飞凌北京汽车电子研发中心正在开发无线耦合充电技术,但没有透露详细进展情况。

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