博格华纳碳化硅,助力新能源车提升效能

在传统化石燃料逐步枯竭的今天,节能减排是当今社会的核心议题,很多朋友开始关注电动汽车作为未来买车的方向。续航能力以及充电效率问题成了大家关心的问题,因此800V电气架构成为实现快充的主流选择,而博格华纳碳化硅逆变器在充分发挥高电压架构优势的同时助力效率显著提升,大大缩短了电池的充电时间。

博格华纳碳化硅逆变器作为电驱动业务板块的一部份,也是博格华纳2030战略的重要组成部分。博格华纳在电驱动业务板块大力投入,将为45%的电气化业务收入做出重要贡献。另一方面,中国新能源汽车市场的快速发展推动了市场需求,根据《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》,到2025年时,我国新能源汽车销量将占汽车销售总量的20%左右。

市场的快速发展,也吸引了众多企业参与,除了像博格华纳这样从传统动力总成领域转型而来的供应商,还不断有非汽车行业的新入局者。若要在未来的竞争中获胜,除了产能,技术也很重要。对于博格华纳来说,在技术壁垒较高的电机控制器市场保持领先的关键,是博格华纳拥有专利的Viper功率模块技术。

800V、碳化硅趋势下的Viper技术迭代

作为电机控制器核心技术,Viper过去主要在博格华纳新加坡工厂生产。而此次苏州工厂二期项目将引入Viper封测生产线,成为博格华纳全球第二个Viper生产基地,对博格华纳中国电驱动业务发展具有重大战略意义。“二期项目投产之后,可以实现功率模块在中国的完全自主可控。” 李晓球博士说道。

博格华纳Viper功率模块技术

博格华纳Viper功率模块曾获欧洲CLEPA创新奖,独特的双面水冷技术具有很好的散热性能,使得电控产品的功率密度提升25%。此外,Viper电源开关可在800V电气系统下工作,通过电压的灵活性提升效率、缩短充电时间、延长续航里程。博格华纳电机控制器把6个Viper模块集成为一组,采用类似“三明治”结构的组装形式,Viper放置于两块散热基板中间,通过中间冷却水循环实现冷却散热。

谈及技术发展,博格华纳动力驱动系统副总裁兼亚洲区总经理李晓球博士表示,博格华纳现在量产的是第二代和第四代Viper,为进一步提高产品性能,博格华纳正在研发第六代和第八代产品。尽管李晓球博士没有透露下一代产品的技术细节,但他表示,技术研发的方向是提高功率密度并提升性价比。此外,从行业趋势来看,800V高压和SiC(碳化硅)将成为主流。

相较于传统硅基材料,碳化硅具有耐高压、耐高温、低损耗等性能优势,随着电驱动系统对于高压和高功率要求的进一步提升,碳化硅将逐步取代传统硅基芯片。对此,博格华纳在碳化硅领域已有技术储备,具有800V和400V碳化硅生产能力,并已获得欧美市场订单。据介绍,博格华纳第四代Viper模块就采用了碳化硅MOSFET代替硅基IGBT芯片,在同等电流条件下损耗明显降低。此外,结合800V高压技术,采用第四代Viper的电机控制器功率密度将提升25%,体积减小30%,质量减轻40%。

800V碳化硅电机控制器

据博格华纳驱动系统(苏州)有限公司董事总经理黄莉霞女士介绍,苏州工厂二期初步将投产基于硅基IGBT芯片的第二代Viper模块,此后随着中国市场对于碳化硅功率模块的需求,也将考虑第四代碳化硅基Viper功率模块的生产。由于采用柔性化生产方式,第四代和第二代Viper未来可实现共线生产,根据客户需求灵活调整。

值得一提的是,在现有适用于800V高压平台的博格华纳碳化硅逆变器之外,博格华纳也开始了下一代电机控制器技术的研发。在美国能源部的资助下,博格华纳将联合英飞凌、PolyCharge、美国国家可再生能源实验室、弗吉尼亚理工大学等,开发一款可扩展的超级功率密度(SUPER)电机控制器,功率在100kW和300kW之间。

作为全球领先的供应商,博格华纳为全球汽车供应链提供创新解决方案,同时也通过自己的产品组合助力电动汽车行业持续发展,博格华纳碳化硅逆变器,助力新能源车的效率显著提升。

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