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「半导体」究竟给新能源汽车带来了哪些突破性进展?未来我们还能有哪些期待?

2024-05-18汽车

拿人体做个类比吧

发动机是心脏,决定了车能跑多快

轮子是四肢,决定了车能跑多稳

主控CPU是大脑,决定了车有多聪明

电控是神经,决定了车有多协调

汽车进入了智能化时代,新能源汽车每个模块都离不开半导体,特别是主控CPU和电控系统,就是一个个半导体堆起来的。

看到高赞说的SiC突然想到了另一个主要的汽车部件,主驱逆变器。如今电动汽车的发展趋势是,电机功率越来越大,但为了保证续航里程,行驶中的电耗也要越来越低。这看似不可能完成的任务,背后的大功臣正是主驱逆变器,它和半导体密不可分。

新能源汽车电控系统会分成几个部分,我们分开来说:

1、 功率控制单元

大概来说是三个部分,功率IGBT模块、预驱芯片和电流传感器。

功率模块实现电力变换,为新能源汽车开发的EDT系列IGBT芯片提高了逆变器转换效率,确保汽车安全行驶,简单来说就是现在的发展目标是0失效。功率模块搭配着可靠的驱动芯片,还有电流传感器,可以实现系统的可控性和高可靠性。

2、 控制与功能安全部分

这部分就是MCU/PMIC/Driver等器件。先来说控制,AURIX™ 系列搭配PMIC和驱动能够实现系统级ASIL-D级功能安全,保证汽车行驶指令准备无误的传递给各个系统。

代入一下就是踩下油门的时候MCU像CPU一样直接负责接收和处理这些信息,然后通过PMIC来做好稳定供电,最后来通过EiceDrive技术做好多边的联结(或许可以理解成我们的神经元?),总之,从输入信号到处理信号到执行的部分,要确保安全,以给到更好的驾乘体验。

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3、 长续航&强性能

这个就值得说道说道了,我们都知道电动汽车的很重要的两个核心参数就是续航里程和加速度。这两个参数都和功率模块有非常强的关联性,就是我们在参数上能够看到的「功率」。即便是同样的电池电量在不同的车上也会有不同的续航表现,这是功率模块的损耗决定的。

这就是为什么同样用的宁德时代同型号电池(是哪两家我就不点名了奥),但是在续航表现上就有所不同了。加速度的快慢就需要看功率模块的电流输出能力了,模块可提供的峰值电流越大,加速度越快,车主就可以用十分之一甚至更低的价格享受超跑的驾使体验。

车规级功率模块未来的突破点在于调节性能与可靠性之间的平衡关系。拿IGBT芯片来说,未来需要更加强调设计与生产工艺的创新,生产出更新一代的产品,以便更好地降低损耗。第三代半导体的重要成员SiC 也是新材料运用的重要方向,沟槽工艺结构的SiC芯片门极耐受电压高,门极开启电压具备一致性,也易于使用,能够降低电控系统及售后成本。

主驱逆变器是一个非常复杂的系统,主驱作为电动汽车动力的来源部分是非常重要的,选择靠谱的供应商非常关键。除了功率器件、功率模块,系统里面还涉及到控制电源管理,以及一些检测性的器件,一般会选择能够为电控系统提供完整解决方案的厂商。市场上众多热门车型都有采用英飞凌的主驱方案,除了上述器件所具备的强大能力外,安全都是需要考虑的关键因素之一。

反正我觉得未来半导体能做的还是得围绕安全性,当然智慧化也很重要,但总归来说汽车是交通工具,还是安全为重,毕竟安全是最大的豪华。