华体汇注册:半导体电动车效果更强 SiC JFET将在2015年末呈现

　　传统轿车对动力和环保造成了越来越大的压力，对此，中、美、欧等首要轿车商场依据本身实际情况相继拟定了各自的CO2排放方针，我国将在2015年到达15/km，美国将在2016年到达140g/km，欧洲做的更好一些，2012年估计会完成120g/km的方针。

　　Graovac在讲演中指出，关于自重1.4吨、百公里油耗7.7升、CO2排放182g/km的轿车，经过直喷、小型化起停、热办理、小型化气缸等技能，可将油耗下降22～29%，CO2排放削减到142g/km或130g/km。而电机功率25kW、电池容量1kWh的混合动力车百公里油耗仅为4.7升，下降了39%，CO2排放削减到112g/km。比较汽油车7.5欧元/百公里的油耗本钱，纯电动车的行进本钱为4.25欧元/百公里。

　　2016年，具有起停功用的混动车估计占20%，其间欧洲商场在75%以上；增压式车占35%，欧洲占60%以上。EV、PHEV和HEV方面，发展速度首要取决于当地商场需求、政府鼓舞方针、燃料价格和电池本钱等要素。2012年，上述3种轿车的商场规模会超越200万辆，其间HEV约160万辆，是工业过渡期的主力。2014年，EV、PHEV有或许过百万辆。

　　动力电池的本钱一般约占整车本钱的50%。在轿车运用一段时间后，电池组中每个单体电池的老化会使电池容量呈现改变。操控着电池充电状况（SoC）、健康状况（SoH）和放电深度（DoD）的电池办理体系（BMS）可延伸电池的寿数和储电量。英飞凌的自动电池均衡技能可将这些特性进步10%。

　　在充电方面，未来的长时间发展趋势是双向充电，即轿车中的电能也可传回智能电网。详细地，电能在BMS监控后，经过DC/DC转换器、PFC射频搅扰滤波器，传给智能电网。英飞凌车厂事务拓宽司理曹洪宇称，日产纯电动车Leaf的充电规划就考虑到了这点，因为日本地震频频，电池组可在地震产生后将电能传回电网，以缓解供电紧缺的压力。

　　除行进动力外，电动轿车的另一重要耗电要素是空谐和电动助力转向体系。因而，需优化高压电池辅佐体系的电源功率。

　　Graovac表明，英飞凌与30家欧洲厂商和学术研讨机构协作发起了E3Car（高能效电动轿车）研讨项目，旨在开发使能效基准进步35%的技能。

　　在EV和HEV的逆变器和充电器中，高功率密度、高压、大电流的IGBT功率模块可为混合体系的电机供给电能。

　　现在英飞凌HybridPACK系列功率模块在650V高压下，供给200A、400A、600A和800A的大电流。构成IGBT的沟槽和场截止（trench+field-stop）单元很薄，只要40μm（见图2），这样可下降开关损耗，并将导通阻抗下降8倍。12英寸晶圆的产值是6英寸的4倍。

　　Graovac表明：“跟着开关频率的进步，SiC资料的功率半导体器材肯定会到来。这种器材的特点是：高效、快速、高温才能强、可靠性高，高压能达2500V。SiC JFET或许在2015年末呈现，可进一步进步逆变器的功率。”SiC物理特性与SiC JFET结构如图3所示。

　　在EV和HEV运用方面，对开关频率在100kHz以上、功率在10kW以下的HV-LVDC/DC转换器和AC/DC充电器，根据MOSFET/CoolMOS和SiC的解决方案如图4所示。对高压、大电流逆变器及开关频率在10kHz以上的高功率DC/DC转换器，根据IGBT和SiC的解决方案如图5所示。

　　图4 对开关频率在100kHz以上、功率在10kW以下的HV-LV DC/DC转换器和AC/DC充电器，根据MOSFET/CoolMOS和SiC的解决方案图5 对高压、大电流逆变器及开关频率在10kHz以上的高功率DC/DC转换器，根据IGBT和SiC的解决方案

　　此外，为了把器材结温进步到200℃，英飞凌采用了.XT工艺（见图6），更高的热功用进步了输出功率，延伸了运用寿数，下降了硅及体系本钱。与规范工艺比较，200℃结温在器材寿数相同的情况下，可将单位硅面积的输出功率进步60%；在输出功率相同的情况下，可将单位硅面积的寿数延伸5倍；在寿数和输出功率相同的情况下，可将硅面积削减40%；更高温度的冷却液才能可不再运用低温散热器。

　　最终说一句关于TPMS（胎压监控体系）的题外话。据英飞凌工程师在研讨会上介绍，2007年9月，美国TPMS的装置率已到达100%。欧洲要求在2014年11月，一切的新车需装置TPMS。日本估计在2016年完成100%的装置率。而我国仅在2011年7月施行了TPMS引荐规范，笔者以为这远远不够。我国轿车销售量已达全球首位，如此多的车辆中，每年都会产生很多因爆胎引发的严重交通事故。而爆胎一旦产生，车辆极易失控，多是车毁人亡的严重后果。所以有必要在国内加速TPMS的强制性要求，进步装置率，确保驾乘者的生命安全。

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