鉅大LARGE | 點擊量:954次 | 2019年03月13日
什么是電動汽車上的IGBT技術
2018年12月,比亞迪發布了在車規級領域的IGBT4.0技術,此前這項技術及零部件基本都被國外的企業所壟斷。而發布此項技術之后,比亞迪成為了國內第一家實現車規級IGBT大規模量產、也是唯一一家擁有IGBT完整產業鏈的車企。
什么是IGBT?它是干什么的?
IGBT中文稱“絕緣柵雙極型晶體管”,你可以把它理解為一個開關,用在電壓幾十到幾百伏、電流幾十到幾百安的強電上。這時候你可能會想到,這個電壓電流的量級,不就是我們日常家用電的量級嗎?但家里的電燈開關是用實體按鈕控制的,IGBT不用機械按鈕,是由計算機控制的。
我們日常生活中,使用的都是交流電,發電廠發出來的都是交流電,但如果你想給電動車充電,必須把交流變成直流才能充進去,IGBT正好就能實現這個功能,電池放電的時候,通過IGBT把直流電轉變成交流電機使用的交流電。這是IGBT的一個功能:交流直流互轉。
IGBT其實離我們并不遙遠,就算你家里沒有汽車,有些很常用的東西里也有IGBT,比如電磁爐和變頻空調。這涉及到IGBT的另一個功能,變頻。比如電磁爐需要把普通的50赫茲交流電變成20-40千赫茲的高頻交流電。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
IGBT是一個很“均衡強勢”的東西,雖然上面說的幾個功能使用逆變器、整流器、變壓器等也能實現,但一是他們不能承受那么高的電壓,二是開關速度沒有IGBT快,IGBT一秒鐘可以開關幾萬次。
IGBT在電動車里干什么?
IGBT主要應用于電動汽車領域中以下幾個方面:
1.電控系統大功率直流變交流(逆變器的功能)后驅動汽車電機;
2.車載空調控制系統小功率直流/交流逆變;
3.充電樁智能充電樁中IGBT模塊被作為開關使用;
比亞迪車規級IGBT模組
上面說了IGBT可以承受高電壓、可以變頻、可以控制交直流轉換、可以變壓,也就是說現在有了電壓、頻率都受控制的強電,這個強電就可以用來驅動汽車、高鐵等交通工具的電機。
IGBT有點貴,并且長期被外國供應商壟斷
據悉,IGBT約占電機驅動系統成本的一半,而電機驅動系統占整車成本的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。
2016-2020年IGBT應用收入
不僅是新能源車,直流充電樁和高鐵的核心也是IGBT管,直流充電樁30%的原材料成本就是IGBT。電力機車一般需要500個IGBT模塊,動車組需要超過100個IGBT模塊,一節地鐵需要50-80個IGBT模塊。
著名的IGBT供應商是英飛凌,它幾乎壟斷了處日系廠商外所以電動車的IGBT,而日系比如豐田,其混動車的IGBT都是自己完成的,也是全球唯一能自產IGBT的廠商。
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