碳化硅器件在新能源车电驱动系统的应用

 随着全球及国内在新能源汽车、新能源发电和储能等终端市场需求的快速增长，行业对碳化硅衬底需求呈现出持续旺盛的趋势。800V和大规模充电桩的建设推动碳化硅材料和技术的需求增长。800V作为电动汽车领域的新技术，相较于传统的400V电压系统，带来了更高的效率和性能。

受益于碳化硅材料自身特性，相较于传统硅基功率半导体器件，碳化硅功率器件在耐压等级、开关损耗和耐高温性方面具备明显的优势，有助于实现新能源车电力电子驱动系统轻量化、高效化，广泛应用于新能源车的主驱逆变器、OBC、DC/DC转换器和非车载充电桩等关键电驱电控部件。

第九届国际第三代半导体论坛（IFWS）&第二十届中国国际半导体照明论坛（SSLCHINA）在厦门国际会议中心召开。期间，“第三届车用半导体创新合作峰会“上，小鹏汽车功率硬件总监杨恒做了“碳化硅器件在新能源车电驱控制器的应用”的主题报告，结合小鹏G9搭载800V高压SiC平台的应用，分享了碳化硅逆变器的应用需求与挑战，以及碳化硅器件应用的关键技术。

当前，关于电机控制器与高压系统，呈现出三电系统高压化，充电速度大幅提升，充电电流降低，线束成本降低。SiC 器件应用优势，相比IGBT器件，3-5% 效率提升；电池成本降低。功率器件模组化，功率密度提升，装配难度与工艺成本下降。碳化硅器件的应用挑战，涉及到杂散参数的存在引发了一系列的应用问题，关键技术涉及SiC模块、EMC开发、轴电流抑制技术。其中，SiC模块包括设计能力、分析能力、仿真能力、测试能力。

EMC开发的挑战在于碳化硅高开关速度、高电压，增大高频共模噪声；系统耦合干扰，兼容性设计难度高；充电功能复用，EMC滤波挑战增大；滤波设计迭代，周期长、代价高；关键技术涉及电驱动总成电磁兼容性满足，CAE电磁兼容设计，整车系统；轴电流抑制技术，电驱耐久；全新轴承EDM解决方案，BVR降低。

报告中还介绍了应用实绩-扶摇架构，以及超智驾轿跑SUV 小鹏G6，其中，扶摇架构SEPA 2.0——扶摇架构采用先进的车载智能系统、一体式铝压铸车身、智能热管理系统、800V电驱及SIC电控系统、CIB电池车身一体化技术等。

审核编辑：刘清