搭新能源快車(chē)，WAYON維安IGBT的進(jìn)擊！方案設(shè)計(jì)代理商KOYUELEC光與電子為您提供服務(wù)

在汽車(chē)電動(dòng)化的浪潮下，各國(guó)紛紛進(jìn)入新能源汽車(chē)的快速發(fā)展期。據(jù)EV talk推測(cè)，2025年全球新能源車(chē)年銷(xiāo)量將達(dá)到1200萬(wàn)輛。

2020年，中國(guó)政府印發(fā)的《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035）》，規(guī)劃提出：

2025年，中國(guó)新能源汽車(chē)新車(chē)銷(xiāo)量占總汽車(chē)銷(xiāo)量的20%。

2025年，純電動(dòng)乘用車(chē)新車(chē)平均電耗降至12.0千瓦時(shí)/百公里。

而2021年的全年新能源汽車(chē)銷(xiāo)量，以超預(yù)期的352萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)了1.6倍。基于該增速，中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)在2021年的年度報(bào)告中提出，2022年新能源汽車(chē)銷(xiāo)量同比增長(zhǎng)將預(yù)計(jì)會(huì)達(dá)到44%，即500萬(wàn)輛；“中國(guó)新能源汽車(chē)新車(chē)銷(xiāo)量占總汽車(chē)中銷(xiāo)量的20%”的規(guī)劃目標(biāo)也有望提前達(dá)成。

表1 2021年中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)量數(shù)據(jù)

注：數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)官網(wǎng)發(fā)布的數(shù)據(jù)

#1 IGBT在新能源汽車(chē)中的重要性

新能源汽車(chē)，即動(dòng)力系統(tǒng)組成部分中有非傳統(tǒng)燃料作為動(dòng)力來(lái)源的驅(qū)動(dòng)方式。目前所有的新能源汽車(chē)，最明顯的特點(diǎn)是電池和電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為汽車(chē)動(dòng)力來(lái)源，電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的電機(jī)控制器，最廣泛的方案就是使用IGBT。

圖1 新能源汽車(chē)電氣功能示意圖

IGBT在新能源汽車(chē)中的應(yīng)用分類(lèi)：

表2 IGBT在新能源汽車(chē)行業(yè)應(yīng)用分類(lèi)

IGBT作為能源變換與傳輸?shù)暮诵钠骷鋬r(jià)值約占整車(chē)成本的1-2％。我們以商用車(chē)和乘用車(chē)出貨量均最大的150KW的電機(jī)控制器做分析，電機(jī)控制器（單機(jī)版本）總成本約4000元，各組件占比如下圖：

圖2 電機(jī)控制器成本占比

其中，IGBT的成本約1400元，占電機(jī)控制器總成本約34%。

IGBT的高比重、高價(jià)值屬性，加上近年國(guó)際貿(mào)易風(fēng)險(xiǎn)的提高，國(guó)產(chǎn)化替代順勢(shì)而為。隨著國(guó)內(nèi)IGBT行業(yè)的發(fā)展，器件可靠性越來(lái)越高，成本優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯，服務(wù)優(yōu)勢(shì)更加凸顯。因此，IGBT國(guó)產(chǎn)化的用戶(hù)粘度也會(huì)隨之攀升，對(duì)于國(guó)產(chǎn)IGBT器件來(lái)說(shuō)，發(fā)展前景是非常可觀(guān)的。

#2 電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力升級(jí)

目前，新能源車(chē)已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展軌道，其發(fā)展也逐漸由政策導(dǎo)向轉(zhuǎn)為市場(chǎng)導(dǎo)向。在此基礎(chǔ)上，新能源車(chē)關(guān)鍵零部件已進(jìn)入充分競(jìng)爭(zhēng)，保證質(zhì)量、降低成本是重要課題。

2021作為SiC器件爆發(fā)的元年，牽引著新能源汽車(chē)行業(yè)做技術(shù)迭代——400V電壓平臺(tái)升級(jí)800V電壓平臺(tái)。確實(shí)SiC MOS有著無(wú)與倫比功耗優(yōu)勢(shì)，在電池續(xù)航焦慮的時(shí)期，SiC器件能提供多出的7%~10%續(xù)航是難能可貴的，可以不計(jì)成本。

而800V電壓平臺(tái)，IGBT也必然會(huì)有一席之地：商用車(chē)上已然成熟的應(yīng)用場(chǎng)景；IGBT7精細(xì)溝槽帶來(lái)的低導(dǎo)通壓降和低開(kāi)關(guān)損耗，更小的芯片面積；更低的成本，決定了IGBT依然會(huì)是800V電壓平臺(tái)功率器件的主力軍。

SiC性能無(wú)法做到絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，那么IGBT成本優(yōu)勢(shì)就體現(xiàn)出來(lái)了。根據(jù)2021年12月份銷(xiāo)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，A級(jí)及以下車(chē)型占比超過(guò)70%，說(shuō)明10W元及以下定價(jià)電動(dòng)車(chē)還是目前行業(yè)的主流，相較于高端車(chē)型來(lái)說(shuō)，這部分車(chē)型對(duì)于成本的要求更加苛刻。

圖3 2021年12月新能源乘用車(chē)車(chē)型年銷(xiāo)量占比情況

按目前的車(chē)用SiC-MOSFET模塊的市場(chǎng)價(jià)格計(jì)算，同等電流規(guī)格的IGBT和SiC的成本價(jià)格相差至少1倍，IGBT的成本優(yōu)勢(shì)明顯，市場(chǎng)空間不會(huì)被SiC-MOSFET擠占。乘用車(chē)電機(jī)控制器這種以量換價(jià)的市場(chǎng)如此，商用車(chē)電機(jī)控制器這種價(jià)格成本占絕對(duì)主導(dǎo)地位的市場(chǎng)更亦如此。

#3 WAYON新能源汽車(chē)行業(yè)IGBT產(chǎn)品規(guī)劃

維安在布局IGBT產(chǎn)業(yè)時(shí)，即開(kāi)始規(guī)劃車(chē)用模塊，并將在今年Q2~Q3季度推出適用于商用車(chē)的HD封裝模塊和物流車(chē)用的VA模塊，該模塊的特點(diǎn)有：

更高的功率循環(huán)壽命設(shè)計(jì)

通用封裝設(shè)計(jì)

更高的魯棒性

更嚴(yán)格的篩選測(cè)試流程

更完善的品質(zhì)管控過(guò)程

以客戶(hù)的實(shí)際需求為向?qū)В峁┛蛻?hù)需要的產(chǎn)品。

封裝形式如下圖：

圖4 WAYON—HD封裝模塊

圖5 WAYON—VA封裝

HD模塊尺寸兼容英飛凌的EconoDUAL 3封裝，適用于100KW~200KW商用車(chē)及物流車(chē)電機(jī)控制器；

VA模塊外形尺寸兼容英飛凌HP1封裝，適用于60KW~100KW物流車(chē)電機(jī)控制器。

審核編輯黃昊宇