中國(guó)粉體網(wǎng)訊 日前，2017中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇在釣魚臺(tái)國(guó)賓館舉行。會(huì)上，基于自主芯片電動(dòng)汽車功率半導(dǎo)體器件的開(kāi)發(fā)和系統(tǒng)集成。中國(guó)工程院院士丁榮軍進(jìn)行了主題演講。
中國(guó)工程院院士 丁榮軍
一、汽車功率半導(dǎo)體器件的發(fā)展趨勢(shì)
功率半導(dǎo)體器件最早都是由晶閘管后來(lái)變成GTO到MOSFET，到現(xiàn)在用得比較多的IGBT器件。IGBT器件跟傳統(tǒng)的器件相比，主要是驅(qū)動(dòng)比較簡(jiǎn)單，同時(shí)損耗比較小，比較適合用于牽引傳動(dòng)包括電機(jī)控制器等。IGBT器件包括原來(lái)講的功率半導(dǎo)體器件，都被譽(yù)為傳統(tǒng)系統(tǒng)，在高鐵里一樣，把它稱之為“心臟”。它主要起到能量傳輸和能量的點(diǎn)的轉(zhuǎn)換，是電機(jī)控制系統(tǒng)的CPU。
目前電動(dòng)汽車器件大概占到控制器總成本的30%左右，目前在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上用的電機(jī)控制器芯片基本由外國(guó)公司提供。
就控制器技術(shù)發(fā)展來(lái)說(shuō)，第一階段是單個(gè)模塊，到第二階段有些定制，現(xiàn)在慢慢進(jìn)入第三階段，采用雙面冷卻集成，發(fā)展到最后不管是旋轉(zhuǎn)電池、吸熱用電池，還是未來(lái)冷補(bǔ)電池，可能會(huì)把控制器和電機(jī)集成到一起去。
現(xiàn)在IGBT發(fā)展到第二階段中間這一塊，第三階段雙面結(jié)合的正在研究過(guò)程中，發(fā)展很快即將會(huì)推出。
目前，國(guó)際上面絕大部分公司汽車用的IGBT器件都是定制的，國(guó)內(nèi)基本采用比較標(biāo)準(zhǔn)的封裝形式。下一步估計(jì)碳化硅由于它有很多的優(yōu)越性將會(huì)被用到汽車上面，現(xiàn)在由于它量不是很大，再加上成本還是很高，目前在汽車上面應(yīng)用還是有點(diǎn)困難。
二、株洲所這幾年關(guān)于器件開(kāi)發(fā)做的工作
株洲所1959年成立，長(zhǎng)期從事電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，口號(hào)是“把高鐵的技術(shù)應(yīng)用到電動(dòng)汽車上面來(lái)”。最核心的是1964年開(kāi)始研究的晶閘管，到2008年收購(gòu)英國(guó)Dynex之后，進(jìn)入IGBT。到2014年開(kāi)始建8英寸線，2015年建成，現(xiàn)在已經(jīng)從650伏到6500伏，全系列IGBT將進(jìn)入市場(chǎng)，并且在去年已經(jīng)批量出口到印度。
下一代正在開(kāi)發(fā)的碳化硅，正在建設(shè)生產(chǎn)線，預(yù)計(jì)今年6、7月份這條生產(chǎn)線會(huì)建成。并且現(xiàn)在碳化硅采用IGBT和碳化硅二極管反變量二極管混合型， 1500伏的器械已經(jīng)在地鐵上得到批量應(yīng)用。
三、下一步發(fā)展規(guī)劃
關(guān)于IGBT在現(xiàn)在鋁工業(yè)基礎(chǔ)上，下一步第一通過(guò)溝槽柵精細(xì)技術(shù)提高功率技術(shù)；第二采用同功率損耗，降低控制器的重量；第三通過(guò)開(kāi)發(fā)智能節(jié)能芯片，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)健康管理。下一步過(guò)渡到碳化硅上面去。
目前產(chǎn)品規(guī)劃，今年開(kāi)始將推出IGBT功率組件這個(gè)產(chǎn)品，到2020年，希望碳化硅的功率模塊會(huì)推向市場(chǎng)。
