新能源汽车igvt
⑴ 新能源汽车的核心技术
新能源汽车有四大关键核心技术,包括电池及管理技术、电机及其控制技术、整车控制技术、整车轻量化技术。
1、电池及其管理技术
新能源汽车的成败关键仍然是电池。动力电池是电动汽车的动力源,电池选择将直接关系到整车的性能。电动汽车动力电池的主要性能指标是能量密度、功率密度和循环寿命等。
2、电机及其控制技术
电机是电动汽车动力的发起点。要求:(1)电机要频繁的启动/停止、加速/减速;(2)低速或爬坡时要求高转矩;(3)高速行驶时要求低转矩,并且变速范围大以及交款的转速范围和转矩范围内都要有较高效率:;(4)工作可靠性高;(5)稳态精度高;(6)动态性能好且工作环境要求不苛刻。
电力驱动系统的主要功能是把蓄电池储存的电能转换为汽车行驶的动能,要使得电动汽车拥有良好使用性能,必须开发出合理的控制系统,使电机具备较高转速及较大的调速范围,足够大的启动转矩,以及体积小、质量轻、效率高,动态制动强和能量回馈的能力。
电动汽车的电动机有多种控制模式。传统的线性控制,如PID,不能满足高性能电机驱动的苛刻要求。传统的变频变压(VVVF)控制技术,不能使电机满足所要求的驱动性能。异步电机多采用矢量控制(FOC),是较好的控制方法。
⑵ 新能源汽车电机驱动系统作用是什么
【太平洋汽车网】驱动电机系统是纯电动汽车三大核心部件之一,是电动汽车的动力来源。驱动电机系统是直接将电能转换为机械能的部分,决定了电动汽车的性能指标。驱动电机系统由驱动电动机(DM)和驱动电机控制器(MCU)构成,通过高低压线束、冷却管路,与整车其他系统作电气和散热连接。
整车控制器根据加速踏板、制动踏板、挡位等信号通过CAN网络向电机控制器驱动电车控制器发送指令,实时调节驱动电机的扭矩输出,以实现整车的怠速、加速、能量回收等功能。
电机控制器能对自身温度、电机的运行温度、转子位置进行实时监测,并把相关信息传递给整车控制器VCU,进而调节水泵和冷却风扇工作,使电机保持在理想温度下工作。
二、汽车驱动电机系统的组成部分:
1、驱动电动机:
(1)永磁同步电机:一种典型的驱动电机,具有效率高、体积小、可靠性高等优点,是动力系统的执行机构,是电能转化为机械能载体。它依靠内置旋转变压器、温度传感器,来提供电机的工作状态信息,并将电机运行状态信息实时发送给MCU。
(2)旋转变压器:检测电机转子位置,经过电机控制器内旋变解码器解码后,电机控制器可获知电机当前转子位置,从而控制相应的IGBT功率管导通,按顺序给定子三个线圈通电,驱动电机旋转。
(3)温度传感器:作用是检测电机绕组温度,并提信息供给MCU,再由MCU通过CAN线传给VCU,进而控制水泵工作、水路循环、冷却电子扇工作,调节电机工作温度。
2、驱动电机控制器:
(1)驱动电机控制器对所有的输入信号进行处理,并将驱动电机控制系统运行状态信息通过网络发送给整车控制器。驱动电机控制器内含故障诊断电路,当电机出现异常时,达到一定条件后,它将会激活一个错误代码并发送给VCU整车控制器,同时也会储存该故障码和相关数据。
(2)驱动电机控制器主要依靠电流传感器、电压传感器和温度传感器来进行电机运行状态的监测,根据相应参数进行电压、电流的调整控制以及其它控制功能的完成。
(3)电流传感器用于检测电机工作实际电流,包括母线电流、三相交流电流。
(4)电压传感器用于检测供给电机控制器工作的实际电压,包括动力电池电压、12V蓄电池电压。
(5)温度传感器用于检测电机控制系统的工作温度,包括IGBT模块的温度。
三、新能源汽车驱动电机系统的工作过程:
1、D挡加速行驶驾驶员挂D挡并踩加速踏板,此时挡位信息和加速信息通过信号线传递给整车控制器,整车控制器把驾驶员的操作意图传递给驱动电机控制器,再由驱动电机控制器结合旋变传感器信息(转子位置),进而向永磁同步电动机的定子通入三相交流电,三相电流在定子绕组的电阻上产生电压降。
(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)
⑶ 新能源汽车中IGBT的具体应用有哪几方面-
随着时代的发展,生活水平的不断提高,大家越来越意识到维护生态平衡、保护环境是关系到人类生存与 社会 发展的根本性问题。而我们每日呼吸的空气却深受 汽车 尾气排放的影响造成了特别严重的污染。因此节能减排、降低能源依赖性逐渐成为国际 汽车 工业和环保工业的发展趋势,同时中国政府近几年制定了相应的节能与新能源 汽车 发展战略。
新能源 汽车 中IGBT的具体应用有哪几方面?
新能源 汽车 作为发展可替代性能源,是建设可持续发展低碳 社会 的重要一环,并且越来越受到世界各国的高度重视。那么IGBT在新能源 汽车 中又是如何具体发挥其作用,下面就由我带领大家一起来了解一下吧。
IGBT主要应用于电动 汽车 的 汽车 电机驱动控制系统、车载空调控制系统、充电桩三大方面。
1、 汽车 电机驱动控制系统
新能源 汽车 中电机驱动控制系统的主要作用在于能量的转换,即从电池直流电转换到电机交流电或者从电机交流电转换到电池直流电,其中从直流电转到交流电称为逆变且主要用到的功率器件就是IGBT。
IGBT作为功率转换器件,其实更常用于高压功率的转换。电动 汽车 在转换过程中,电池电压一般在200V以上,过流能力在300A以上,功率器件的击穿电压在600-1200V左右,开关频率在20KHZ以内,因此可通过 IGBT模块来实现高压、大电流的操作。
2、车载空调控制系统
电动 汽车 车载空调的工作原理与电动驱动相同,即通过逆变器将高压电池的直流电转换成交流电后,驱动空调压缩机电机进行工作,但同比电动驱动系统功率较小。而车载空调控制系统中击穿电压和额定电流的选定主要通过IGBT来实现。
3、充电桩
充电桩有直流和交流两种类型。以直流充电桩为例,其工作原理是充电桩一端与交流电网相连,交流电通过整流功率模块转换成直流电,流经电容稳压滤波器后通过IGBT功率模块逆变为高频交流电,最后变压器耦合及整流单元将它转换成不同的直流电压等级,为不同的电动 汽车 充电。
在电动 汽车 中,电机驱动系统占整车成本的15%-20%,而IGBT模块占电机驱动系统的50%,也就是说IGBT占整车成本的7-10%,是除电池之外成本第二高的元件,可以说决定了整车的能源效率。除此之外,IGBT占直流充电桩中约30%的原材料成本。
综上所述,无论是从功能还是成本方面,IGBT在电动 汽车 领域中都起到越来越重要的作用。
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⑷ 本土车规级IGBT产业的突围之路
新能源 汽车 的成本构成中,除了动力电池外,电控系统以 15~20%的成本占比位列第二。在电控系统成本中,IGBT成本占比高达 40%,是电控系统中最重要的构成器件,主要作用是进行交流电和直流电的转换、电压高低的转换。
功能上,IGBT 主要应用于电池管理系统、电动控制系统、空调控制系统和充电系统。对于混合动力 汽车 ,与低压系统相独立的高压系统也需要用到 IGBT。在新能源 汽车 领域,IGBT 作为电控系统和直流充电桩的核心器件,直接影响电动车功率的释放速度、 汽车 加速能力和最高时速等,重要性不言而喻。
由于 IGBT 具有更好的耐高压特性,当前在 650V 以上应用场景被广泛使用。相比硅基 MOSFET,IGBT 优点是导通压降小,耐高压,传输功率可以达到 5000W。IGBT 下游应用主要依据工作电压高低划分,车规级 IGBT 电压多位于 650~1200V 区间场景。
本篇文章就来对本土车规级 IGBT 的发展现状、行业格局与未来趋势进行分析,在现状中认清差距,在趋势中窥见转机。
本土产业现状
近两年,随着新能源 汽车 的快速发展,IGBT 也迎来了爆发。据集邦咨询《2019 中国 IGBT 产业发展及市场报告》显示,2018 年中国 IGBT 市场规模约为 153 亿元,同比增长 19.91%。受益于新能源 汽车 和工业领域的需求大幅增加,中国 IGBT 市场规模将持续增长,到 2025 年,中国 IGBT 市场规模将达到 522 亿元,年复合增长率近 20%。
我国是车规级 IGBT 的主要市场之一,约占全球市场份额超过 30%,但中高端 IGBT 主流器件市场基本被欧美、日本企业垄断,比如英飞凌、富士电机、三菱等外资企业,我国 IGBT 产品对外依赖度近 95%,呈现寡头垄断的竞争格局。
国内研发车规级 IGBT 的企业较少,或与其研发、生产的高难度有关。
在比亚迪入局 IGBT 之前,国内自主研发的 IGBT 几乎一片空白,基本被外资企业垄断。
图源 | mydrives.com
比亚迪微电子公司(比亚迪半导体公司前身)成立于 2004 年,初期主要承担着比亚迪集团集成电路及功率器件的开发、整合、晶圆等生产任务,主要经营功率半导体器件、IGBT 功率模块、CMOS 图像传感器、电源管理 IC、传感及控制 IC 等产品。其中,IGBT 是比亚迪半导体的拳头产品。
从 F3DM 采用的 IGBT 1.0 芯片,大规模配置于 e6、K9 等新能源车型上的 IGBT 2.5 芯片模块,到去年推出的 IGBT 4.0 芯片,比亚迪的 IGBT 芯片已经研发了超过十年,成为国内首个贯通新能源 汽车 IGBT 芯片设计、晶圆制造、模块封装、仿真测试以及整车测试等全产业链企业。
近日,比亚迪 IGBT 项目在长沙正式动工。据悉,该项目总投资 10 亿元,将建成年产 25 万片 8 英寸新能源 汽车 电子芯片生产线,投产后可满足年装车 50 万辆新能源 汽车 的产能需求,预计年度营业收入可达 8 亿元,实现利润约 4000 万元。
比亚迪电控、IGBT 模块等零部件背靠集团新能源 汽车 的发展,成为市场中亮眼的存在。比亚迪已经成为国内新能源 汽车 市场中装机量最多的电控供应商,IGBT 部分也成为国内新能源 汽车 电控用功率模块装机量数一数二的供应商。
有数据显示,2019 年,英飞凌为国内电动乘用车市场供应 62.8 万套 IGBT 模块,市占率达到 58%。而比亚迪供应了 19.4 万套,市占率达到 18%(按最新数据估算,其在中国车规市场的份额已达 22.1%)。可以说,比亚迪缓解了我国车规级 IGBT 芯片市场一直被外企“卡脖子”的局面。
2019 年,比亚迪 IGBT 自供比率约 70%,尽管比亚迪打破了国际巨头的垄断,但其对外供应量仅 4 万多套,可以看出比亚迪还是相当保守的。因此,4 月 14 日比亚迪宣布通过整合公司半导体业务、成立了独立的“比亚迪半导体有限公司”,扩大 IGBT 业务量,下一步的规划是让 IGBT 的外供比例争取超过 50%。
小结: 目前比亚迪在国内新能源 汽车 用 IGBT 市场的份额只有 20%左右,市场绝大部分仍掌握在英飞凌、三菱等外资企业手里,比亚迪占据的市场份额并不算高。放眼全球 IGBT 市场,比亚迪所占据的市场份额更是不足 2%,差距巨大。
比亚迪的孤单,不仅体现在 IGBT 技术实力和市场份额上的种种差距,更在于关键零部件领域自主品牌弱势的行业积淀和产业生态现状。
由此来看,比亚迪和国内 IGBT 企业们的追赶之路并不好走。但纵使路漫漫其修远兮,还望上下而求索
国际巨头压力之外,比亚迪还面临着来自本土竞争对手——斯达半导体带来的挑战。
根据 IHS Markit 2018 年报告,斯达半导体是国内唯一进入全球前十的 IGBT 模块厂商。相较于比亚迪半导体的 IGBT 技术从 1.0 迭代到 4.0(相当于国际第五代),斯达半导的 IGBT 技术已经发展到了第六代,基于第六代 Trench Field Stop 技术的 IGBT 芯片及配套的快恢复二极管芯片已在新能源 汽车 行业实现应用。
根据今年公司上市时披露的数据来看,斯达半导体 2019 年生产的车规级 IGBT 模块已经配套了超过 20 家终端 汽车 品牌,合计配套超过 16 万辆新能源 汽车 ,此外适用于燃油车的 BSG 功率组件顺利通过了主流 汽车 厂商的认证,打开了传统 汽车 市场。其中,斯达半导的子公司 StarPower Europe AG 使用自主芯片的 IGBT 模块在欧洲市场已被包括新能源 汽车 行业在内的客户接受并批量采购,步伐迈入全球化。
小结: 斯达半导体与比亚迪相比:比亚迪 IGBT 业务有着自身新能源 汽车 产业做背书,使其产品研发和应用落地获益,此为优势;
然而,“水能载舟,亦能覆舟”,或许也正是由于比亚迪本身有整车业务,进而难以让其他车企真正放下心中的芥蒂,使用比亚迪的 IGBT 产品。此为劣势。
相信斯达半导体的崛起对于比亚迪和本土 IGBT 产业来讲不是坏事。毕竟,“一枝独秀不是春,百花齐放春满园”。
此外,国内还有中车、士兰微、扬杰 科技 、宏微 科技 等企业在进行车规级 IGBT 的研发和生产。随着国家的高度重视和大力扶持,国内在 IGBT 研发方面确实已经取得了长足的进步,本土 IGBT 产业链已经初步形成。
但基于国内产业现状,再加上 IGBT 本身设计门槛高、制造技术难、投资大,国内相关人才又较为缺乏,在设计、测试以及封装等核心技术方面还积累不够,导致国内半导体企业在 IGBT 市场一直处于弱势地位。
整体来看,国内功率半导体分立器件产业的产品结构仍以中低端为主,在高端产品方面目前国际厂商仍占据着绝对优势地位,供需一直存在较大缺口,技术差距短期内或较难追平。
IGBT 市场格局:外企垄断之下,本土产业痛点何在?
自 1985 年前后美国 GE 成功试制工业样品以来,IGBT 经过 30 多年的发展,如今已发展到第 7 代技术。第 7 代由三菱电机在 2012 年推出,富士电机则从 2015 年就开始对外提供 IGBT 模块第七代产品的样品。而比亚迪 2018 年 12 月才发布 IGBT 4.0 技术(也就是国际上第五代技术),其中的差距不言而喻。
根据 IHS 统计,2018 年仅英飞凌、三菱、富士电机、安森美、ABB 五大厂商在 IGBT 领域占据的市场份额接近 70%,其中排在第一位的英飞凌市场份额高达 34.5%。目前国内 IGBT 产品的研发与国际大厂相比还存在很大差距,核心技术均掌握在外资企业手中,IGBT 技术集成度高的特点又导致了较高的市场集中度。
国内 IGBT 技术(芯片设计、晶圆制造、模块封装)目前尚处于起步阶段。本土企业在研发与制造工艺上与世界先进水平差距较大。而且,IGBT 是关键设备上的核心部件,供应切换具有非常高的风险,这也制约了我国 IGBT 技术的发展和产品的应用。
形成上述局面的原因可以概括为以下几个方面。
国内 IGBT 产业化起步较晚且基础薄弱,例如比亚迪、斯达半导体 2005 年才开始成立 IGBT 团队,而英飞凌 1999 年就从西门子拆分出来,且之前就已经有了很深的技术积累,技术差距短期内很难追平。
再加上 IGBT 本身设计门槛高、制造技术难、投资大、国内相关人才较为缺乏,在设计、制造、测试以及封装等核心技术方面还积累不够,导致国内半导体企业在 IGBT 市场一直处于弱势地位。
目前国内 IGBT 行业虽然逐渐具备了一定的产业链协同能力,但国内 IGBT 技术在芯片设计、晶圆制造、模块封装等环节目前均处于起步阶段。
晶圆制造方面,国内 IGBT 主要受制于晶圆生产的瓶颈,首先是没有专业的代工厂进行 IGBT 的代工,原 8 寸沟槽 IGBT 产品主要在华虹代工,但是 IGBT 并非华虹主营业务,产品配额极其匮乏,且价格偏高;
其次,与国外厂商相比,国内公司在大尺寸晶圆生产上工艺仍落后于全球龙头。晶圆越大,单片晶圆产出的芯片就越多,在制造加工流程相同的条件下,单位芯片的制造成本会更低。目前,IGBT 产品最具竞争力的生产线是 8 英寸和 12 英寸,国内晶圆生产企业此前大部分还停留在 6 英寸产品的阶段。仅有比亚迪、中车、士兰微等几家国内企业实现 8 英寸产品量产。
同时,由于国内集成电路公司没有独立的功率器件生产线,只能利用现有的集成电路生产工艺完成芯片加工,所以设计生产的基本是一些低压芯片。与普通 IC 芯片相比,大功率器件有许多特有的技术难题,如芯片的减薄工艺,背面工艺等。
可以看出,IGBT 是一个对产线工艺依赖性极强的公司,解决这些难题不仅需要成熟的工艺技术,更需要先进的工艺设备,这意味着设计公司不能跳出代工厂的支持独立存在。所以,IGBT 企业走向大而强的最好的路线就是 IDM 模式。这些都是我国功率半导体产业发展过程中急需解决的问题。
在模块封装技术方面,车用 IGBT 的散热效率要求比工业级要高得多,逆变器内温度最高可达 20℃,同时还要考虑强振动条件。国内目前仅掌握了传统的焊接式封装技术,与国外公司相比,技术上的差距依然存在。国外公司基于传统封装技术相继研发出多种先进封装技术,能够大幅提高模块的功率密度、散热性能与长期可靠性,并初步实现了商业应用。
自第六代技术以后,各大厂商开始将精力转移到 IGBT 封装上。在 IGBT 封装材料方面,日本在全球遥遥领先,德国和美国处于跟随态势,我国的材料科学则相对落后。
IGBT 产业每道制作工艺都有专用设备配套,国内 IGBT 工艺设备购买、配套较为困难。比如德国的真空焊接机、薄片加工设备、表面喷砂设备、自动化测试设备等,其中有的国内没有,或技术水平达不到。
图源 | SEMI
因此就会面临好的进口设备价格十分昂贵,便宜设备又不适用的问题。此外,还面临国外设备由于出口限制或技术保密等因素未必会卖给中国的困境。
可见,要成功设计、制造 IGBT 必须要有产品设计、芯片制造、封装测试、可靠性试验、系统应用等成套技术的研究、开发及产品制造于一体的自动化、专业化和规模化的产业生态。
高端工艺开发人员非常缺乏,现有研发人员的设计水平有待提高。目前国内没有系统掌握 IGBT 制造工艺的人才。从国外先进功率器件公司引进是捷径。但单单引进一个人很难掌握 IGBT 制造的全流程,而要引进一个团队难度太大。国外 IGBT 制造中许多技术是有专利保护。目前如果要从国外购买 IGBT 设计和制造技术,还牵涉到好多专利方面的东西。
由于 IGBT 产品的寿命、稳定性直接影响电动车安全性,其性能也直接决定了续航里程等电动车性能,因此全球电动车 IGBT 市场此前一直被英飞凌等海外巨头垄断。
车企切换至国内供应商,需要对其产品稳定性、性价比、量产经验与装车量、公司整体研发与资金实力等进行综合评估。因此 IGBT 在国产替代过程中面临的较大市场难度。
小结: 不难看到,从市场占比、产业链协同,到专利壁垒、人才技术,再到市场及下游客户的认可度,本土 IGBT 产业存在着全方位差距。
尽管近年来国内众多厂商纷纷开始加入 IGBT 产品布局,市场规模呈加速增长趋势。但国内 IGBT 市场产量依然较低,市场份额被国外巨头瓜分蚕食。
面对当前产业现状与困局,本土 IGBT 产业亟待突破。
如何突破?
图源 | CGTN
弘大芯源董事长章威纵表示,“从过去 50 年硅基半导体发展之初,到目前国外第三代半导体发展领先的实际情况不难看出,没有先进的晶圆代工厂和制程工艺技术,技术就很难生根。这也是中国硅基及 IGBT 严重依赖进口,落后国外的一大原因。”
去年,中芯国际以 1.13 亿美元的对价,将所持有的 LFoundry 70%股权转让给专注于 IGBT、FRD 等新型电力电子芯片的研发企业——江苏中科君芯。可见,国内 IGBT 企业在工艺制程方面逐渐在发力追赶。
IGBT 产品当前最具竞争力的生产线是 8 英寸和 12 英寸,最为领先的厂商是英飞凌,已经在 12 英寸生产线量产 IGBT 产品。国内公司大尺寸晶圆工艺和良率均落后于行业龙头,导致芯片分摊成本较高。
目前,伴随国内企业 8 寸晶圆产线先后投产,良率逐步提升,国产 IGBT 有望较此前采购英飞凌等巨头晶圆价格大幅下降。
工信部印发的《 汽车 产业中长期发展规划》提出,到 2020 年我国新能源 汽车 产量达到 200 万辆,2025 年达到 700 万辆。IGBT 模块占电动 汽车 成本将近 10%,占充电桩成本约 20%。
集邦咨询预测,到 2025 年,中国新能源 汽车 所用 IGBT 市场规模将达到 210 亿人民币,充电桩所用 IGBT 的市场规模将达到 100 亿人民币。可以预见,新能源 汽车 市场将成为助推 IGBT 市场增长的主要力量,国内 IGBT 厂商要抓住这一发展契机,争取扩大市场份额。
小结: 在新的市场需求与本土产业链协同发展的趋势下,国内 IGBT 行业逐渐在缩小差距。
对于本土企业应该如何发力追赶,新能源及未来 汽车 技术路线独立研究者曹广平向笔者指出,“本土 IGBT 产业应汇集优质人才、企业、科研机构、资金等,向华为一样发力。这样的发力,一定不要限于报项目、批项目、验项目,而是要紧紧抓住权利的配套监管,不放松,不腐败,不乱来。”
也许吧。产、学、研共同发力是产业发展和进步的基础,良好的制度和行业规则是产业进一步追赶的保障。
写在最后
总体来看,我国在 IGBT 领域已经解决了从 0 到 1 的问题,未来需要经历的是从 1 到 N 的漫长过程。
新基建及战略新兴行业鼓励政策等机遇,看似是助力行业前进的大风口,大机遇。但实际上,也正如曹广平所言,“我们最缺乏的是不去迎合机遇,而是政府、行业、企业等能够踏踏实实长期真正做事情的耐心和决心。”
毕竟,政策只是一时的,机遇和风口总会过去。剩下的,只有日复一日的耐心与“不破楼兰终不还”的决心,才能有不被受制于人的可能与下一次面对挑战时再来一次的勇气。
文章参考
《比亚迪的 IGBT 真的很牛?》, 汽车 公社—王小西;
《IGBT 国内替代国外》,智能网联 汽车 ;
《IGBT 市场巨头林立 比亚迪半导体突围不易》,盖世 汽车 资讯;
《电动车核心技术 IGBT,国产替代可期》,中信证券;
“新能源及未来 汽车 技术路线独立研究者 曹广平”部分观点。
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⑸ 新能源汽车用的什么牌子的电池
什么牌子的新能源 汽车 电池比较好?
现在口碑最好的要数特斯拉 汽车 里的18650松下锂电最好了。
1 因为特斯拉Model 3电池里面的钴含量大幅下降了,(钴能提升导电性和倍率性能作用)提升了镍含量(镍能提升能量密度)所以这款电池还是倾向于高能量密度。特斯拉首先考虑到了热稳定保护。
2 特斯拉电动车拥有85KWh,达400V直流,整个电池板重900公斤,由7104节松下18650锂电组成。
共由16组,每组444节、每74节一个并联组成,其组装科学,工艺精良,保险防热步步到位,每节电池都焊接了精美优良的保险丝。
其牢固性相当大,从楼上扔下也不分离。
3 特斯拉好在对电池的管理搞得好,因冷却设计科学相邻电池的湿度为2度、就因为把住了温度关,它就对延长电池寿命,增加续航能力提供了供障,这也是它优于其它电池组的重点选择。
谢谢你的阅读 !
宁德时代,比亚迪,孚能,力神等几个品牌,其中比亚迪电池自用,宁德时代占据绝对优势,他与比亚迪占据市场份额的70%左右,孚能今天增长最快,最显眼,从技术路线上看,主要分为磷酸铁锂电池和三元电池,差不多一半 汽车 用磷酸铁锂,一半用三元(镍钴锰),磷酸铁锂电池比亚迪做的最早最成熟,早在2010年前后就开始推广城市交通中的出租车,后来慢慢进去乘用车,近两年技术路线开始转向三元,因为国家补贴造成的,补贴要求容量密度挂钩,磷酸铁锂做不过三元,今年三元材料电池会超过磷酸铁锂。
你好,我个人推荐比亚迪
前不久,比亚迪在新车发布会上对外宣布采用自主研发IGBT功率器件。
作为 汽车 动力系统的“CPU”, 汽车 IGBT技术长期被国外企业垄断, IGBT作为新能源 汽车 的“CPU”,对于新能源 汽车 来说至关重要,而比亚迪自主研发IGBT器件突破国外技术垄断,使得比亚迪新能源 汽车 的核心半导体技术不再受制于人,成为继DM技术、全新e平台之外,比亚迪新能源 汽车 的核心竞争力之一。
比亚迪现已拥有国内首个 汽车 IGBT全产业链,包括IGBT芯片设计、晶圆制造、模块封装,仿真测试以及整车测试。
如今,我国新能源 汽车 保有量达180万辆,连续三年全球产销第一。其中,比亚迪的新能源乘用车销量连续三年位居全球第一,纯电动大客车销量连续四年位居全球第一。在我国从 汽车 大国走向 汽车 强国的过程中,电动 汽车 关键技术的突破是不可或缺的因素,也是核心竞争力的体现。
拥有核心技术才是硬道理!我支持比亚迪!
目前主流的有两种电池。一种是比亚迪的磷酸铁锂电池安全性最好,但能量密度小;一种是以宁德时代为代表三元锂电池安全性差,容易起火,但能量密度高。没有最好的,要看怎么应用,像比亚迪大车用铁电池,小车用三元电池。
华太电池。 1块钱四节 便宜……
特斯拉好不好,价在那了。国产的?敢说保十年,结果5年后充一次电跑佰八十公里,换电池吧5.6万换不起。
国内最好的宁德时代啊,独角兽。
国际范围,特斯拉的松下最好。三星,LG的也很赞,,,
不过在天朝,必须用国产电池才能获得补贴。很好奇特斯拉国产会怎么办?是政策调整还是松下电池国产?拭目以待
松下的电池。
雅迪啊,艾玛之类的都不错。
超威!我的雅迪都骑了五年,充完电还能跑个三十来公里
⑹ 新能源汽车电控系统主要组成部分有哪些
【太平洋汽车网】新能源汽车的电控系统主要由传感器、控制单元、执行器组成。核心部件是控制单元。新能源汽车的主要动力构成,由三部分组成,电池,电驱,以及电控。
一、技术电池技术、电机驱动及其控制技术、能量管理技术以及电动汽车整车技术为电动汽车四大关键技术。电控系统用于控制电池、电机等组件,其功能包括:电池管理,发动机、电动机能量管理等。电控系统由ECU等控制系统、传感器等感应系统、驾驶员意图识别等子系统组成。电控系统的材料成本占比不高,但需要经过多次试验才能掌握关键算法,尤其是混合动力汽车涉及油、电混合的控制策略,技术壁垒较高。
电机控制器作为新能源汽车中连接电池与电机的电能转换单元,是电机驱动及控制系统的核心,主要包含IGBT功率半导体模块及其关联电路等硬件部分以及电机控制算法及逻辑保护等软件部分。
电机驱动控制系统(包括驱动电机和电机控制器)是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构,控制和驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标。
一般来讲,电机控制器的主要由如下几部分组成:
1、电子控制模块()包括硬件电路和相应的控制软件。硬件电路主要包括微处理器及其最小系统、对电机电流,电压,转速,温度等状态的监测电路、各种硬件保护电路,以及与整车控制器、电池管理系统等外部控制单元数据交互的通信电路。控制软件根据不同类型电机的特点实现相应的控制算法。
2、驱动器(Driver)将微控制器对电机的控制信号转换为驱动功率变换器的驱动信号,并实现功率信号和控制信号的隔离。
3、功率变换模块(PowerConverter)对电机电流进行控制。电动汽车经常使用的功率器件有大功率晶体管、门极可关断晶闸管、功率场效应管、绝缘栅双极晶体管以及智能功率模块等。
目前,电动汽车电机控制器多采用三相全桥电压型逆变电路拓扑,部分产品前置双向DC/DC变换器,以增大电机端输入交流电压,提升高转速下的输出功率,降低电机设计与生产成本。传统控制器中直流支撑电容器体积庞大、耐高温性能较差。为减小直流支撑电容器体积甚至取消直流支撑电容器,新型变换器电路拓扑和控制方法成为电动汽车应用研究的新热点,但尚处于实践探索阶段。目前电动汽车用变流器的研发重点仍然多集中在电力电子集成方面。
(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)
⑺ 新能源车里的核心“CPU”!比亚迪新对手量产IGBT
作为新能源车里的“CPU”,IGBT因技术难、投资大,与动力电池一样,被业内称为新能源 汽车 核心技术的“珠穆拉玛峰”。
多年以来, IGBT核心技术一直掌握在日本、欧洲等国外厂商中,制约了国内新能源 汽车 的大规模商业化。直至比亚迪的出现,一拳打破“卡脖子”技术。
而继比亚迪之后,又有一家中国企业将量产车规级IGBT。
据华虹宏力公众号消息,近日,华虹半导体有限公司与斯达半导举办“华虹半导体车规级IGBT暨12英寸IGBT规模量产仪式”,并签订战略合作协议。
双方共同宣布, 携手打造的高功率车规级IGBT(绝缘栅双极型晶体管)芯片,已通过终端车企产品验证,广泛进入了动力单元等 汽车 应用市场。
IGBT全称“绝缘栅双极型晶体管”,是影响电动车性能的关键技术,是新能源车的“大脑”,其成本约占整车成本的5%。
IGBT的好坏直接影响电动车功率的释放速度: 直接控制直、交流电的转换,同时对交流电机进行变频控制,决定驱动系统的扭矩(直接影响 汽车 加速能力)、最大输出功率(直接影响 汽车 最高时速)等。
所以,可以说IGBT与新能源车的关系就如同CPU与电脑,是新能源 汽车 最核心的技术。
据悉,华虹半导体已在12英寸生产线上成功建立了IGBT晶圆生产工艺,产品顺利通过了客户认证,成为全球首家同时在8英寸和12英寸生产线量产先进型沟槽栅电场截止型IGBT的纯晶圆代工企业。
目前,华虹半导体12英寸IGBT产出已超10000片晶圆。去年斯达半导生产的 汽车 级IGBT模块合计配套超过20万辆新能源 汽车 。
⑻ 新能源汽车驱动电机控制系统的组成是什么
【太平洋汽车网】电机控制系统主要由电机控制器、驱动电机、电子换挡操纵装置、加速踏板组成,还包括高压电线、信号线和冷却系统。
新能源汽车电机驱动系统包括电力电子变换器以及相应的控制器。电力电子变换器由固态器件组成,主要作用是将大量能量从电源传递给电机输入端。
控制器通常由微控制器或数字信号处理器和相关的小信号电子电路组成,其主要作用是处理信息以及产生电力变换器半导体开关器件所需的切换信号。电机驱动系统主要部件、储能装置以及电机之间的关系。
新能源汽车电机驱动系统框图功率变换器包括直流变换器和交流变换器,直流变换器用于驱动直流电机,直流变换器用于驱动交流电机。功率变换器是由大功率、快速响应的半导体器件组成。电机驱动系统的电力电子电路中的固态器件的作用是作为通或断的电子开关将恒定电压变换为可变频、可变压的电源。
所有的功率器件都有一个控制输入门极(或栅极或基极)功率器件根据控制器输出的控制信号导通或者关断。在过去的20多年,功率半导体技术迅猛发展,使得直流和交流电机驱动系统朝着小型、高效和可靠的方向快速发展。在纯电动汽车及混合动力汽车电机驱动系统中,最常用的功率器件是IGBT。IGBT的电压、电流范围以及开关频率完全满足电驱动系统的要求。
DC/DC及DC/AC变换器的作用新能源汽车驱动系统控制器管理和处理系统信息以控制电驱动系统的功率流向。控制器根据驾驶员的输入指令进行动作,同时要遵循电机的控制算法。经过几十年的发展,各种电机都有很多种控制算法。在这些控制算法中,有些是用于高性能驱动系统的,另外一些是用于要求较低的调速驱动系统。
电力牵引用的电驱动系统需要响应快、效率高,因此其被归类为高性能驱动系统的范畴。这些电机驱动系统控制算法是计算密集型的,需要快速的处理器及相当多的反馈信号接口。现在的处理器基本都是数字信号处理器,取代了原来的模拟信号处理器。
与模拟信号处理器相比,数字信号处理器不仅可以降低漂移和误差,同时短时间内处理复杂算法的能力方面性能也有了较大的提高。控制器实际上是一个嵌入式系统,其中微处理器、数字信号处理器通过外围接口电子模块进行信号处理。
(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)
⑼ 为什么说新能源汽车的核心是IGBT
IGBT约占电机驱动系统成本的一半,而电机驱动系统占整车成本的15-20%,也就是说IGBT占整车成本的7-10%,是除电池之外成本第二高的元件,也决定了整车的能源效率。不仅电机驱动要用IGBT,新能源的发电机和空调部分一般也需要IGBT。 不仅是新能源车,直流充电桩和机车(高铁)的核心也是IGBT管,直流充电桩30%的原材料成本就是IGBT。电力机车一般需要 500 个IGBT 模块,动车组需要超过100个IGBT模块,一节地铁需要50-80个 IGBT 模块。三菱电机的HVIGBT已经成为业内默认的标准,中国的高速机车用IGBT由三菱完全垄断,同时欧洲的阿尔斯通、西门子、庞巴迪也是一半以上采用三菱电机的IGBT。除了日系厂家,英飞凌包揽了几乎所有电动车的IGBT,而三菱电机则沉醉于中国高铁的丰厚利润中无法自拔,在低于2500V市场几乎一无所获。2016年全球电动车销量大约200万辆,共消耗了大约9亿美元的IGBT管,平均每辆车大约450美元,是电动车里除电池外最昂贵的部件。其中,混合动力和PHEV大约77万辆,每辆车需要大约300美元的IGBT,纯电动车大约123万辆,平均每辆车使用540美元的IGBT,大功率的纯电公交车用的IGBT可能超过1000美元。什么是 IGBT?IGBT是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。与以前的各种电力电子器件相比,IGBT具有以下特点:高输入阻抗,可采用通用低成本的驱动线路;高速开关特性;导通状态低损耗。IGBT兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点, 在综合性能方面占有明显优势,非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。对于混合动力,除驱动电机外,另外还有一个发电机,可以由汽车的发动机带动其发电,然后通过IGBT模块AC/DC转换后向电池充电。在DM车型中,该发电机还可以充当驱动电机的作用。IGBT最常见的形式其实是模块(Mole),而不是单管。模块的3个基本特征:多个芯片以绝缘方式组装到金属基板上;空心塑壳封装,与空气的隔绝材料是高压硅脂或者硅脂,以及其他可能的软性绝缘材料; 同一个制造商、同一技术系列的产品,IGBT模块的技术特性与同等规格的IGBT 单管基本相同。模块的主要优势有以下几个多个IGBT芯片并联,IGBT的电流规格更大。多个IGBT芯片按照特定的电路形式组合,如半桥、全桥等,可以减少外部电路连接的复杂性。多个IGBT芯片处于同一个金属基板上,等于是在独立的散热器与IGBT芯片之间增加了一块均热板,工作更可靠。一个模块内的多个IGBT芯片经过了模块制造商的筛选,其参数一致性比市售分立元件要好。模块中多个IGBT芯片之间的连接与多个分立形式的单管进行外部连接相比,电路布局更好,引线电感更小。模块的外部引线端子更适合高压和大电流连接。同一制造商的同系列产品,模块的最高电压等级一般会比IGBT 单管高1-2个等级,如果单管产品的最高电压规格为1700V,则模块有2500V、3300V 乃至更高电压规格的产品。晶圆上的一个最小全功能单元称为Cell,晶圆分割后的最小单元,构成IGBT 单管或者模块的一个单元的芯片单元,合称为IGBT的管芯。一个IGBT管芯称为模块的一个单元,也称为模块单元、模块的管芯。模块单元与IGBT管芯的区别在最终产品,模块单元没有独立的封装,而管芯都有独立的封装,成为一个IGBT管。近来还有一种叫IPM的模块,把门级驱动和保护电路也封装进IGBT模块内部,这是给那些最懒的工程师用的,不过工作频率自然不能太高咯。单管的价格要远低于模块,但是单管的可靠性远不及模块。全球除特斯拉和那些低速电动车外,全部都是使用模块,只有特斯拉对成本的重视程度远高于对人命的重视程度。特斯拉Model X使用132个IGBT管,由英飞凌提供,其中后电机为96个,前电机为36个,每个单管的价格大约4-5美元,合计大约650美元。如果改用模块的话,估计需要12-16个模块,成本大约1200-1600美元。特斯拉使用单管的原因主要是成本,尤其是其功率比一般的电动车要大不少,加上设计开发周期短,不得不采用单管设计。相比宝马I3,采用英飞凌新型HybridPACK 2模块设计,每个模块内含6个单管型IGBT,750V/660A,电流超大,只需要两个模块即可,体积大大缩小,成本大约300美元。