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奔跑吧,电动车!

发布日期:2015-07-08    【字号:  

(来源:英飞凌中国)

英飞凌正在引领欧洲委员会开展的三个全新研究项目——“3Ccar”、“OSEM-EV”和“SilverStream”,旨在使电动汽车的电气系统更紧凑和更轻便(重量约减少五分之四),续航距离更远,同时成本降低四分之一,这意味着,电动汽车将更便宜、更高效和更可靠,不远的未来,将有更多的电动环保汽车驶上欧洲的大街小巷。

为何英飞凌能成为该联合项目的引领者,带领一个来自15个国家、70个合作伙伴和总投资为6700万欧元的研发团队?

在全球每年生产的约8000万辆新车中,平均每一辆车上有大约67枚英飞凌芯片,而电动汽车则装载了更多的英飞凌器件,如宝马i3i8电动车上,仅电力驱动总成就应用了75个英飞凌半导体器件。随着电动化、智能化和网络化的进一步融合,未来半导体元件在汽车上的使用率会更高。上周,在英飞凌汽车电子高校日活动——清华大学站,英飞凌汽车电子事业部中国区负责人徐辉女士接受了媒体群访,为媒体展示了一幅属于新能源汽车的新画卷。

新能源车,不论是混动、插电还是电动车,对于电气系统来讲,都是把发动机的机械功能减少、把电子电气的功能加大。而电气化程度的提高意味着半导体电子分量要加大。徐辉女士表示,随着新能源汽车的快速发展,每辆车半导体元件所占的成本会越来越高。目前平均每辆标准汽车的半导体原件成本是300美金;轻度混合动力汽车(即弱混和中混汽车)的半导体原件成本达到了500多美金;完全混合动力汽车(即强混或插电式汽车)和纯电动汽车的半导体器件一样,半导体原件成本可达到600多美金,但汽车内部总的动力构成不同。只要有新能源的传动系统和动力系统的电气化,半导体器件的含量就会大幅度的增加。半导体原件成本从近300美金增加到600多美金,增加了一倍以上。

随着新能源汽车电气化程度的增高,电子产品的性能、质量和可靠性要求也越来越高。徐辉女士指出,英飞凌半导体产品的寿命要比传统汽车的寿命增加4倍左右。传统汽车使用的是普通开关,而未来的新能源车是使用电池的,电池一直在工作,即使车子不发动,电池也在进行充电,也就是说汽电系统是轮轴转不休息的,这就要求半导体产品有更高的质量和可靠性,让汽车不论在行驶中还是休息充电时都能正常发挥功能,对于车用半导体来说,这是一个更高的要求。

许多厂商在制造混动车时都面临着一个难题,既要有发动机又要有电机、电控和电池,难免会导致体积过大。而宝马i3的设计有它的独特之处,把电控单元和电机集成在一个非常小的空间内。徐辉女士表示,IGBT功率器件是电动汽车的核心,其功率密度越高,原件的体积就可以做得越小,从而达到更高的能效。英飞凌做到了业界最高的功率密度,比普通IGBT的功率密度高出30%~40%

IGBT的体积做得越小,对散热的要求就越高,同时,因为所有的功率转换都由IGBT实行,所以器件本身没有很多空间来散热,也不能通过增加风扇等其他方式散热,这就要求IGBT本身有很好的散热功能。英飞凌的IGBT具备独特的冷却方式“Pin Fin”,在原件上面增加了很多针尖式的设计,保证了更大的散热面积,这也是英飞凌最先推出的创新设计。另一方面,IGBT控制电机,而电机的频率变化要求非常高,也就要求IGBT有更高的开关频率,更精确更可靠地控制电机。英飞凌的IGBT从质量和可靠性上能够达到业界最高的要求,这样也就能保证最高质量和最可靠的电机控制。

宝马i3能达到高度的集成化,这与英飞凌和宝马长期的合作,以及双方研发团队紧密的联系是分不开的。在电控单元方面,宝马还把DC/DC的转换功能也整合在逆变器单元里,更大程度上减少了发动机空间,这样的高度集成化、减小空间、减小体积和降低成本之所以能够完成,与英飞凌和宝马的前期合作密切相关。英飞凌IGBT的性能、质量和可靠性也帮助了宝马i3逆变器和动力系统达到了最高的效率,这也是英飞凌帮助宝马实现高效变动驱动和变动传动的合作成果。

英飞凌作为德国最大的半导体企业,一直以来与中国政府密切合作与交流,支撑政府的各项政策。去年4月,英飞凌首席实行官Reinhard Ploss博士陪同德国副总理兼经济和能源部部长Sigmar Gabriel访华,有幸拜会了中国总理李总理,7月,Reinhard Ploss博士再次作为德国代表团成员之一,全程陪同德国总理默克尔访华。今年3月,中国国务院副总理马凯携代表团访问德国,并特地参观了英飞凌德国总部。电动汽车是中德两国合作的重点之一,而IGBT作为驱动电动车的关键器件,成为马凯副总理参观英飞凌时的焦点话题。

英飞凌早在10年前就已经在电动汽车半导体元件研发方面开始了大规模的研发投入,并和车厂紧密合作。徐辉女士认为,新能源是一个非常有潜力的市场,而纯电动是更适合中国国情的一条路线。中国企业在传统内燃机方面与国外技术有一定差距,但在电机、电控、电池这三个单元的生产制造和设计能力则都具有较强竞争力,电动车是中国能够弯道超车的绝佳机会。

面对现代社会的三大挑战——高能效、移动性、安全性,英飞凌汽车电子事业部重点关注三个主要方向,即环保、安全、智能。谈到智能化,徐辉女士说道,“无论是联网汽车还是车内娱乐系统,中国的研发和生产无疑是全球领先的,所以这一定是中国引领全球汽车行业的亮点之一。大家希翼电动车能够对智能化起到互补或者是带动的作用。电动车的智能化是有独特的优越性,比如当汽车有了电池,空调和娱乐系统都可以由电池来供电,不再需要发动机来驱动。这些电气化的基础设施可以让控制器功能的集成度更高,所以电动化是可以推动智能化的发展。”

 

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