大功率半導(dǎo)體廠商與整車廠商應(yīng)更加親密合作

　　插電式混合動(dòng)力車與純電動(dòng)車中的電機(jī)與電控技術(shù)正在為半導(dǎo)體廠商提供越來(lái)越多的合作空間，因此，半導(dǎo)體廠商與整車廠商之間的關(guān)系應(yīng)該更加親密一些。不過，筆者在2010年世界電動(dòng)車大會(huì)（EVS25）上似乎并沒有強(qiáng)烈感受到這一點(diǎn)。轉(zhuǎn)遍了全部展館，看到的汽車半導(dǎo)體大廠商只有英飛凌、富士電機(jī)、泰科電子和賽米控（Semikron）寥寥數(shù)家。

　　分析眾多國(guó)際汽車半導(dǎo)體廠商沒有出現(xiàn)在本屆世界電動(dòng)車大會(huì)的原因之前，讓我們首先來(lái)看一下目前汽車產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的大致構(gòu)成：整車廠商、配套部件廠商和半導(dǎo)體廠商。一般情況下，這幾類廠商是依序合作。

　　而在正在到來(lái)的電動(dòng)車時(shí)代，汽車技術(shù)將出現(xiàn)巨大變化，電池、電機(jī)與電控技術(shù)將成為核心。正是看到了這一歷史性機(jī)遇，英飛凌、富士電機(jī)、泰科電子和賽米控（Semikron）高調(diào)亮相EVS25，欲徹底打破傳統(tǒng)的合作關(guān)系，準(zhǔn)備主動(dòng)展示自身的技術(shù)魅力，以吸引整車廠商和配套部件廠商，達(dá)到與兩者同時(shí)“聯(lián)姻”，從而確立在新產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)中更加強(qiáng)勢(shì)地位的目的。而其他很多汽車半導(dǎo)體廠商可能出于固守傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈合作方式，或者受限于自身技術(shù)范圍不夠?qū)?，缺席了本次世界電?dòng)車大會(huì)，從而也可能失去了一次拓展市場(chǎng)的機(jī)會(huì)。

　　在與英飛凌和富士電機(jī)相關(guān)人士的交談中，后者表現(xiàn)出了東方傳統(tǒng)的含蓄和靦腆，對(duì)市場(chǎng)形勢(shì)并未評(píng)論，只是介紹了其技術(shù)情況。富士電機(jī)的IGBT功率模塊已應(yīng)用于豐田混合動(dòng)力車的升壓DC-DC轉(zhuǎn)換器方面。具有用升壓轉(zhuǎn)換器將288V電池電壓提升為650V電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓的功能，電機(jī)輸出功率約為120kW。

　　規(guī)格為600V（300A）及750V（200A）的IGBT模塊，可作為配置在動(dòng)力電池及電機(jī)之間進(jìn)行交直流轉(zhuǎn)換的逆變器使用。2011～2012年將進(jìn)入電動(dòng)車實(shí)用市場(chǎng)。富士電機(jī)展示的400A（650V）IGBT功率模塊如圖1所示。

　　圖1富士電機(jī)的650V（400A）IGBT功率模塊

　　另外，富士電機(jī)符合CHAdeMO標(biāo)準(zhǔn)的電動(dòng)車快速充電器將很快進(jìn)入中國(guó)充電基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)。

　　與富士電機(jī)不同，英飛凌則表現(xiàn)出了西方式的外向美，其汽車半導(dǎo)體電驅(qū)動(dòng)部總監(jiān)MarkMunzer指出：“作為全球汽車半導(dǎo)體最大供應(yīng)商，我們非常看好未來(lái)的電動(dòng)車市場(chǎng)，半導(dǎo)體廠商的作用更加重要。尤其是擁有高壓大功率半導(dǎo)體技術(shù)的廠商，將獲得比以往更多的市場(chǎng)機(jī)會(huì)，而我們可以為中、外電動(dòng)車整車廠商提供高、低壓技術(shù)方案。目前我們已與中國(guó)一些開發(fā)電動(dòng)車的整車廠商建立了合作關(guān)系，同時(shí)希望通過這次EVS25大會(huì)與更多的整車廠商建立直接合作關(guān)系。”不過，他不希望披露這些合作廠商的名字。

　　英飛凌針對(duì)純電動(dòng)和插電式混合動(dòng)力車的HybridPACK系列IGBT模塊，功率范圍在20～80kW。采用了溝槽柵和場(chǎng)截止層技術(shù)，可以降低飽和電壓，維持開關(guān)速度，并減小芯片厚度，增大功率密度。另外，通過改進(jìn)模塊內(nèi)部的焊線工藝，將結(jié)溫Tvjop提高到150℃或175℃，增加了功率循環(huán)次數(shù)，進(jìn)一步提高了可靠性。模塊規(guī)格為400A/650V和800A/650V（見圖2）。

　　圖2英飛凌的400A（650V）和800A（650V）IGBT功率模塊

　　Munzer表示，多家廠商正在開發(fā)基于SiC的IGBT功率模塊技術(shù)，預(yù)計(jì)商用后效率可提高20-30%。2011年底，經(jīng)上車實(shí)際驗(yàn)證后的英飛凌第5代SiC二極管將上市，其后再推出相應(yīng)的IGBT功率模塊。

　　對(duì)于動(dòng)力電池的效率，英飛凌的電感主動(dòng)式電池均衡技術(shù)可以對(duì)電池組進(jìn)行充放電均衡，電池之間多余或不足的電能可以相互傳輸，防止某些電池單元的過充、過放情況。5A的均衡電流還可以減少均衡時(shí)間。電池管理系統(tǒng)最多可支持16塊電路板，并以CAN總線方式通信，每塊電路板最多可管理12個(gè)串聯(lián)電池單元。另外，溫度監(jiān)測(cè)有4個(gè)通道，這可以降低溫度變化對(duì)電池組性能的影響。

　　另?yè)?jù)了解，英飛凌北京汽車電子研發(fā)中心正在開發(fā)無(wú)線耦合充電技術(shù)，但沒有透露詳細(xì)進(jìn)展情況。