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新闻 > 技术 >电动汽车上的IGBT技术是什么?
电动汽车上的IGBT技术是什么?
作者/来源:中国新能源汽车网-Y
2019-03-11 09:54:02

2018年12月,比亚迪发布了在车规级领域的IGBT 4.0技术,此前这项技术及零部件基本都被国外的企业所垄断。而发布此项技术之后,比亚迪成为了国内第一家实现车规级IGBT大规模量产、也是唯一一家拥有IGBT完整产业链的车企。

什么是IGBT?它是干什么的?

IGBT中文称“绝缘栅双极型晶体管”,你可以把它理解为一个开关,用在电压几十到几百伏、电流几十到几百安的强电上。这时候你可能会想到,这个电压电流的量级,不就是我们日常家用电的量级吗?但家里的电灯开关是用实体按钮控制的,IGBT不用机械按钮,是由计算机控制的。

我们日常生活中,使用的都是交流电,发电厂发出来的都是交流电,但如果你想给电动车充电,必须把交流变成直流才能充进去,IGBT正好就能实现这个功能,电池放电的时候,通过IGBT把直流电转变成交流电机使用的交流电。这是IGBT的一个功能:交流直流互转。

IGBT其实离我们并不遥远,就算你家里没有汽车,有些很常用的东西里也有IGBT,比如电磁炉和变频空调。这涉及到IGBT的另一个功能,变频。比如电磁炉需要把普通的50赫兹交流电变成20-40千赫兹的高频交流电。             

IGBT是一个很“均衡强势”的东西,虽然上面说的几个功能使用逆变器、整流器、变压器等也能实现,但一是他们不能承受那么高的电压,二是开关速度没有IGBT快,IGBT一秒钟可以开关几万次。

IGBT在电动车里干什么?

IGBT主要应用于电动汽车领域中以下几个方面:

1. 电控系统 大功率直流变交流(逆变器的功能)后驱动汽车电机;

2. 车载空调控制系统 小功率直流/交流逆变;

3. 充电桩 智能充电桩中IGBT模块被作为开关使用;

比亚迪车规级IGBT模组

上面说了IGBT可以承受高电压、可以变频、可以控制交直流转换、可以变压,也就是说现在有了电压、频率都受控制的强电,这个强电就可以用来驱动汽车、高铁等交通工具的电机。

IGBT有点贵,并且长期被外国供应商垄断

据悉,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。

2016-2020年IGBT应用收入

不仅是新能源车,直流充电桩和高铁的核心也是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。

著名的IGBT供应商是英飞凌,它几乎垄断了处日系厂商外所以电动车的IGBT,而日系比如丰田,其混动车的IGBT都是自己完成的,也是全球唯一能自产IGBT的厂商。

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