我們知道，電動汽車在取消內(nèi)燃機和傳統(tǒng)變速箱后，尤以電機、電池、電控這三電系統(tǒng)最為重要。現(xiàn)在消費者已經(jīng)逐漸明白了動力電池相關(guān)的一些特性和技術(shù)指標，然而，對于整個電驅(qū)動系統(tǒng)來說，還有一個非常重要的關(guān)鍵組件——IGBT。
看起來神秘的IGBT到底是什么？
IGBT為英文Insulated Gate Bipolar Transistor的縮寫，中文名稱為絕緣柵雙極型晶體管。是電能變換與傳輸?shù)暮诵钠骷�，俗稱電力電子裝置的“CPU”，應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)，如軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天、電動汽車與新能源裝備等領(lǐng)域。
在一臺純電動汽車中，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。而且除電驅(qū)動系統(tǒng)外，整車包括高壓充電機、空調(diào)系統(tǒng)等多個電氣組件均需使用到IGBT。舉例來說，一臺特斯拉Model X使用132個IGBT管，由英飛凌公司提供。其中后電機為96個，前電機為36個，每個單管的價格大約為4-5美元，合計大約需650美元。
IGBT的作用是交流電和直流電的轉(zhuǎn)換，同時IGBT還承擔(dān)了電壓高低轉(zhuǎn)換的功能。外界充電的時候是交流電，需要通過IGBT轉(zhuǎn)變成直流電然后給電池，同時要把220V電壓轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)碾妷汉蟛拍芙o電池組充電；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，同時起到對交流電機的變頻控制，當(dāng)然變壓是必不可少的。IGBT是功率半導(dǎo)體器件，可以說是電動車的核心技術(shù)之一,IGBT的好壞直接影響電動車功率的釋放速度。
國內(nèi)IGBT發(fā)展現(xiàn)狀如何？
2017年全球電動車銷量大約500萬輛，共消耗了大約18億美元的IGBT管，平均每輛車大約為450美元。目前我國每年使用的IGBT，90%依賴進口。國際上主要的生產(chǎn)商是“西門子、英飛凌、仙童、三菱、富士、東芝”這些老牌大廠。而其中的“高壓大功率IGBT”更是電動車動力系統(tǒng)核心中的核心，國內(nèi)目前能夠量產(chǎn)高壓大功率IGBT芯片并用于車輛生產(chǎn)的企業(yè)，只有兩家：中國中車（高鐵）和比亞迪！政策驅(qū)動下，我國新能源汽車及充電樁市場將進入爆發(fā)期，IGBT作為其核心器件也將迎來黃金發(fā)展期，預(yù)計未來5年國內(nèi)新能源汽車和充電樁市場將帶動200億IGBT模塊的需求。
中國IGBT產(chǎn)業(yè)在國家政策及重大項目的推動及市場牽引下加快了國產(chǎn)化的進程，目前已形成了IDM模式和代工模式的IGBT完整產(chǎn)業(yè)鏈。國內(nèi)廠商不僅實現(xiàn)了技術(shù)突破，而且成功把國產(chǎn)化IGBT應(yīng)用在新能源汽車中。
比亞迪在2008年以1.71億元資金收購寧波中緯六英寸生產(chǎn)線，擬在打造其汽車電子功率半導(dǎo)體的產(chǎn)業(yè)鏈，當(dāng)時被看做是一場豪賭，現(xiàn)在看來這場豪賭更像是比亞迪專攻汽車電子而交的入場費。隨后，2015年10月，深圳比亞迪微電子有限公司與上海先進半導(dǎo)體制造股份有限公司簽訂建立戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟合作協(xié)議，共同打造IGBT國產(chǎn)化產(chǎn)業(yè)鏈。目前比亞迪已整合IGBT產(chǎn)業(yè)鏈，包括芯片設(shè)計、晶圓制造、測試、封裝等。
有數(shù)據(jù)顯示，比亞迪IGBT模塊V-315系列是全球首款大批量應(yīng)用于雙�；旌蟿恿ζ嚨�1200V大功率IGBT模塊，是全球裝車量最多的全橋IGBT模塊。
V-315系列 IGBT模塊采用比亞迪完全自主知識產(chǎn)權(quán)的IGBT和FRD芯片，針對汽車級IGBT高可靠性、高耐流和高效率的設(shè)計和制造難題，提出元胞精細化與復(fù)合場終止的設(shè)計方案，突破了IGBT內(nèi)部電場優(yōu)化、加工工藝及減薄等關(guān)鍵技術(shù)，從而使得芯片開關(guān)速度大幅提升，具備與NPT技術(shù)相同的魯棒性，優(yōu)于國際先進廠商同類產(chǎn)品的雪崩吸收能力。
比亞迪一直堅持自主創(chuàng)新，在產(chǎn)品的研發(fā)升級上投入巨大。1200V IPM 作為600V IPM的升級產(chǎn)品，不僅是產(chǎn)品系列上的一大跨越，也是行業(yè)技術(shù)上的重大突破。比亞迪1200V IPM完全搭載自主生產(chǎn)的IGBT芯片和驅(qū)動芯片，采用陶瓷覆銅板（DBC），內(nèi)置具有電流傳感功能的雙發(fā)射極IGBT；分立的三相直流負端，可獨立檢測雙電流。溫度模擬輸出，內(nèi)置HVIC、LVIC，具備可靠的過流、低壓側(cè)供電欠壓保護，可適用于商用空調(diào)、新能源車用電動壓縮機、伺服控制等工業(yè)和汽車領(lǐng)域。目前，國內(nèi)僅比亞迪擁有此項技術(shù)。
比亞迪憑借IGBT等核心技術(shù)優(yōu)勢全面領(lǐng)先
憑借包含IGBT、動力電池、電機、軟件控制策略等全方位的新能源汽車技術(shù)優(yōu)勢，比亞迪毫無疑問的成為了國內(nèi)新能源汽車市場領(lǐng)導(dǎo)者。同時，比亞迪也是國內(nèi)自主品牌最早嘗試新能源技術(shù)、推出量產(chǎn)民用新能源車型的品牌。進入到2018年，在原奧迪設(shè)計總監(jiān)艾格、奔馳底盤調(diào)校大師漢斯的加入后，比亞迪的全系新能源產(chǎn)品更是迎來全面爆發(fā)。
元EV360、宋EV500等產(chǎn)品，已經(jīng)在設(shè)計、配置、動力及續(xù)航方面全面領(lǐng)先同級產(chǎn)品。據(jù)悉，在即將開幕的2018廣州車展上，比亞迪還將帶來用戶關(guān)注已久的全新唐EV、宋MAX混動版等全新產(chǎn)品。尤其是唐EV系列，預(yù)計將推出EV500、EV550以及EV600等多個續(xù)航版本，或成為國內(nèi)傳統(tǒng)自主品牌推出的首款豪華中大型純電動SUV，在主要技術(shù)指標上處于全球領(lǐng)先水平。
