今年3月，中國國務院副總理馬凱出訪德國時，專程前往慕尼黑英飛凌總部，就兩國在電動汽車、智能制造等領域進行戰略合作的議題與英飛凌方面進行了深入溝通。英飛凌科技(中國)有限公司中國區汽車電子業務負責人及高級總監徐輝說，訪問期間，馬凱副總理尤其關注英飛凌的IGBT技術，希望英飛凌能夠利用自身優勢，幫助中國企業實現跨越式發展。

 

 

英飛凌高級總監Helen Xu

 

作為全球功率半導體市場排名第一、全球汽車電子市場排名第二的廠商，英飛凌是目前唯一一家可提供從低壓12V、48V、弱混、中混、強混、插電式到純電動汽車所有電壓區間汽車級功率半導體及模塊的供應商。如何幫助中國新能源車企實現彎道超車？英飛凌對中國新能源汽車市場發展有何建議？借“英飛凌高校日”活動舉辦之際，徐輝接受了本刊的采訪。

 

IGBT那么多，如何做到脫穎而出？

 

眾所周知，高功率密度、高壓、大電流IGBT功率模塊是逆變器里最核心的部件，它的功率密度越高，電力驅動系統的設計則越緊湊，在相同體積下就能發揮更大功率。資料顯示，英飛凌HybridPACKTM系列功率模塊在650V高壓下可提供200A、400A、600A和800A的交流有效電流，功率密度比競爭對手高出30%到40%，而構成IGBT的溝槽和場截止(trench+field-stop)單元厚度只有40μm，從而大幅降低開關損耗，并將導通阻抗降低25%。獨有的300毫米IGBT晶圓產量則是6英寸的4倍。

 

另一方面，由于所有的功率轉換都由IGBT執行，所以器件本身沒有更多的空間來散熱，也不能通過增加風扇等其他方式散熱，這就要求IGBT本身有很好的散熱功能。英飛凌通過創新的冷卻技術Pinfin，在器件上面增加了獨特的針尖式設計，從而得到了更多的散熱面積。此外，隨著開關頻率的提高，高效、快速、高溫能力強、可靠性高，高壓能達2500V的SiC功率半導體器件將會是更優的選擇，可進一步提高逆變器的效率。

三大研究項目將使電動汽車輕便1/5，成本降低1/4

 

眾所周知，動力總成系統電氣化令每輛汽車的半導體元件成本大幅增加。Strategy Analytics提供的數據顯示，2015年純電動汽車的半導體元件成本將達到673美元，相比標準汽車297美元的成本高出約2.3倍。但得益于英飛凌75顆半導體元件，包括單片機 AUDO特性、IGBT功率模塊HybridPACK 2、EiceDRIVER產品、CoolMOS高壓MOSFET等，寶馬純電動車i3和i8就實現了經濟高效的電力傳動。其他元件，例如安全氣囊控制裝置、LED照明模塊、轉向鎖定、擋風玻璃雨刷和座椅安全帶卷筒等，也都來自英飛凌。

 

日前，由英飛凌引領開展的，總投資約6700萬歐元的三個研究項目(3Ccar、OSEM-EV和SilverStream)正在歐洲如火如荼的展開。據稱，三大項目將使下一代電動汽車的電氣系統比原來緊湊和輕便約1/5，續航距離更遠，同時成本降低大約1/4。其中，集成式復雜度控制組件(3Ccar)項目旨在進一步增強汽車系統的可靠性，以滿足日益復雜的汽車的需求；電動汽車優化和系統化能源管理(OSEM-EV)項目的開展，將使電動汽車的續航里程得到增長。該項目的12位合作伙伴將集中研究智能熱管理，其中包括電氣驅動裝置的冷卻系統、電池壽命和高效能源再生；SilverStream項目則旨在開發價格較低的緊湊型電動汽車。

 

 

新能源車將是中國汽車產業實現彎道超車的最好機會

 

徐輝認為，中國企業在傳統內燃機方面超過外商是很難的，但中國目前在電機、電控、電池的生產制造和設計能力都和國際持平，新能源車將是中國實現彎道超車，或者至少有自主研發能力的最好體現。

 

以比亞迪和奔馳合資的“騰勢”電動車為例。由于比亞迪最核心的技術來自電池制造，因此他們希望能用更強大的電池實現更長的續航里程，而這就需要具備更高電壓的IGBT模塊。徐輝說，英飛凌專門為比亞迪定制了一款1200V IGBT產品，用以支持騰勢的投產。“比亞迪的垂直整合能力是本土車廠里做得最好的，所以他們也是亞太地區唯一一家由英飛凌提供晶圓，而由自己生產模塊的廠商，我們在這方面提供了非常強大的支持。”

 

新能源汽車在中國推廣的難點是什么？

 

相比混動汽車，純電動和插電式汽車由于在中國市場得到了有可能是“全球最強有力的政府補貼”，導致它們的價格已經接近，甚至低于傳統汽車，這對消費者來說絕對是個福音。但“中國市場更大的挑戰來自于充電樁體系的建設與支持，因為這左右著消費者的信心。”徐輝強調說，“充電樁建設一定要有統一標準，這是中國政府必須要推進的一件事情，否則各自為政，很難讓充電樁實現最低成本，自然也難以普及。”此外，充電樁是否能夠以最大效率給不同電壓的車型充電，也是一個問題。

 

 

汽車無線充電，靠不靠譜？

 

對于汽車來講，無線充電更加復雜，因為必須要考慮無線充電設備的鋪設，以及當前只有30%-40%的充電效率。徐輝表示盡管她個人很看好無線充電的發展前景，但當前更穩妥的方式依然是有線充電，等電動汽車普及到一定程度之后，才能再去規劃和投資汽車無線充電。

 

電動汽車的智能化和傳統汽車的智能化有什么差別？

 

從基本原理來講，除了把傳統的發動機變成電池、電機、電控外，其他系統都一樣，只是需要多做一些EMC方面的工作，以保證智能系統和電氣系統之間不會相互干擾。

 

智能化和電動化其實是相互促進的。如果智能化走在前面，電動化也會隨之更快地發展，反之亦然。例如有了電池，空調和娛樂系統就都可以用電池來供電，不再需要發動機來驅動，而且這些電氣化的基礎設施可以讓控制器功能的集成度更高。所以英飛凌認為電動化是推動智能化前行的重要力量，會讓智能化更簡單。為什么樂視、小米這樣的廠商也聲稱要做電動車，因為電動車加智能化是他們最簡單的選擇。