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充电电源电动汽车IGBT芯片行业

编辑:湖北英特利电气有限公司时间:2018-04-22

充电电源电动汽车IGBT芯片行业

1. IGBT定义

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管

2. IGBT的用途

IGBT是能源变换与传输的核心器件,俗称电力电子装置的“CPU”,应用于直流电压为600V及以上的变流系统如轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域。封装后的IGBT模块直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上。

3.IGBT模块的特点

IGBT模块具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点,当前市场上销售的多为此类模块化产品,一般所说的IGBT也指IGBT模块。

用最简单的语言概括IGBT的功能和作用:控制能源的变换和传输

4. 为什么电动汽车需要IGBT?

IGBT的作用是交流电和直流电的转换,同时IGBT还承担电压的高低转换的功能:外界充电的时候是交流电,需要通过IGBT转变成直流电然后给电池,同时要把220V电压转换成适当的电压以上才能给电池组充电。

电池放电的时候,把通过IGBT把直流电转变成交流电机使用的交流电,同时起到对交流电机的变频控制,当然变压是必不可少的。IGBT是功率半导体器件,可以说是电动车的的核心技术之一,IGBT的好坏直接影响电动车功率的释放速度。

5. IGBT的工作原理

以空调压缩机为例:国内规定的电压220V,频率50Hz的电流经整流滤波后得到310V左右的直流电,此直流电经过逆变后,就可以得到用以控制压缩机运转的变频电源,这就能将50赫兹的电网频率转变为30-130赫兹,利用电源频率可以控制平滑控制压缩机转速,达到自动无级变速,使压缩机始终处于最佳工作状态。

 在电动车上,可以把电机看成压缩机。两者原理几乎完全一致。

6. IGBT在现代交通系统中的重要性

  • 直流充电桩30%的原材料成本是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

7. IGBT成本的重要性 

  • 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年全球电动车销量大约200万辆,共消耗了大约9亿美元的IGBT管,平均每辆车大约450美元,是电动车里除电池外最昂贵的部件。

8. 丰田是世界上唯一能自产IGBT的车厂

也正因为IGBT太重要,丰田在开发混合动力车时就认定IGBT管要完全控制在手中,丰田也是全球唯一能够自产IGBT的汽车厂家(注意:自产,不是买别人的晶圆再做封装),普锐斯也因此获得强大的生命力,也是目前全球唯一的强混合动力车。

9. 中国高铁IGBT市场已基本被日本三菱垄断

三菱电机生产的IGBT已经成为业内默认的标准,中国的高速机车用IGBT由三菱完全垄断,同时欧洲的阿尔斯通、西门子、庞巴迪也是一半以上采用三菱电机的IGBT

目前比亚迪已整合IGBT产业链,包括芯片设计、晶圆制造、测试、封装等。2015年12月,北汽集团旗下的北汽新能源公司与中国中车旗下的时代电气在株洲签署战略合作协议,开启新能源汽车领域的合作。

10. IGBT是怎样制造出来的?

IGBT是晶圆经过切割、测试、封装制造出来的.

充电电源电动汽车IGBT芯片, 通过今年4月的中兴事件,如果IGBT成为第二个被制裁的对象,那电动车企业,以及需要IGBT的电力电子行业该如何应对?

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