比亚迪 · 超级e平台 · 技术方案的全面揭秘 | 第二曲:1500V SiC功率半导体的秘密

描述

以下内容发表在「SysPro系统工程智库」知识星球

 

关于最新比亚迪超级e平台的技术方案深度揭秘,共四部分- 文字原创,素材来源:比亚迪, Danfoss, Boschman等厂商信息- 本篇为知识星球节选,完整版报告与解读在知识星球发布- 2020-2024,1000+国内外动力系统峰会报告与解析正在进行,欢迎学习交流

 

导语:比亚迪,在2025年3月17日发布了其新一代纯电技术平台——超级e平台,以全域千伏高压架构、3万转电机、1500V SiC功率半导体、兆瓦闪充、先进智能热管理多项全球首创技术彻底革新了电动车的充电效率、动力性能和兼容性。这一平台不仅解决了长期困扰用户的“充电焦虑”,更将其动力性推向了新高度,同时兼顾了经济性与拓展性
在第一曲终,我们对超级e平台关键技术特征进行了总览,今天我们聚焦于其1500V SiC功率半导体,深入剖析其核心芯片与封装技术,从技术发展背景、创新细节、性能优势、产业影响及未来展望等多个维度展开聊聊,以揭示:该技术如何突破行业瓶颈,技术优势和瓶颈在什么地方?


目录
 

第一曲:一张图看懂最新比亚迪 · 超级e纯电平台(已发布)第二曲:电驱动技术深度解析

 

1. 从800V到1500V的跃迁

1.1 传统电动车电压平台现状

1.2 高压架构成为发展关键

1.4 比亚迪的破局思路

2. 超级e平台 · 1500V SiC技术的创新细节

2.1 封装架构
 

2.2  双面银烧结工艺(知识星球发布)

2.3 高温封装技术(知识星球发布)

2.4 芯片布局(知识星球发布)

2.5 焊接工艺(知识星球发布)

2.6 车规级验证体系(知识星球发布)

2.6.1 极限环境测试

2.6.2 动态负载模拟

2.7 供应链自主化(知识星球发布)

3. 1500V SiC技术,如何重新定义电动车的效率与动力?(知识星球发布)

3.1 核心参数对比(知识星球发布)

3.2 赋能兆瓦级快充与高转速电机(知识星球发布)

3.2.1 兆瓦闪充
 

3.2.2 30000转电机

4. 结语
第三曲:1500V SiC功率半导体的深度解析第四曲:30000转电机平衡转速与可靠性的奥秘何在?

 


01

从800V到1500V的跃迁

1.1 传统电动车电压平台现状

传统电动车受限于电压平台与功率器件的性能,普遍采用400 - 800V架构。这种架构在电动车发展初期能够满足基本需求,但随着技术的不断进步和用户对电动车性能要求的提高,其局限性逐渐显现。在较低的电压平台下,电动车的充电速度、系统效率以及电机性能等方面都受到了不同程度的制约

 

 

 

1.2 高压架构成为发展关键

随着大功率快充需求的激增,高压架构成为了解决效率与充电速度的关键路径。高压架构能够降低电流,减少线路损耗,提高充电功率,从而提升充电速度和系统效率。比亚迪早在2011年便敏锐地捕捉到了这一发展趋势,率先于商用车领域推出800V高压系统,并在2021年首次将该技术下放至乘用车,如汉EV。这一举措不仅提升了比亚迪电动车的竞争力,也为行业树立了标杆。

 


1.3 行业痛点

随着近几年电动汽车的发展,800V架构系统已成为普遍配置,但仍存在不少痛点问题亟待解决,主要有:

充电速度瓶颈:普通800V系统的充电功率集中于300 - 500kW,受制于功率器件的耐压与散热能力充电速度难以进一步提升。在实际使用中,用户往往需要花费较长时间等待充电,这严重影响了电动车的使用体验。

系统效率损耗:升压模块的存在导致能量转换效率下降。在电动车行驶过程中,升压模块需要不断工作,将电池电压升高到驱动系统所需的电压,这一过程会产生一定的能量损耗,降低了电动车的续航里程。

电机性能天花板:驱动系统高压兼容性不足,限制了电机转速与功率密度。较低的电压平台使得电机的性能无法得到充分发挥,影响了电动车的动力性能和加速性能

 

面对上述问题,比亚迪是如何解决的呢?


1.4 比亚迪的破局思路

超级e平台中,比亚迪选择以“全域千伏高压架构”为基础,将电池、电机、电控、充电系统全面升级至1000V,并基于此将SiC功率芯片耐压能力拉升至1500V。这一创新举措彻底消除了升压模块的必要性,减少了能量转换环节,直接使系统效率提升5%以上。通过全域千伏高压架构,比亚迪打破了传统电压平台的限制,为电动车性能的提升开辟了新的道路。

 

 

在1500V SiC的加持下,超级e平台实现了:

单电机功率580kW:功率密度达16.4kW/kg,超越传统V12发动机性能,同时降低重量和体积

全域高效区设计:电机高效区(效率>90%)覆盖90%以上工况,,实现全速域效率最优

全球首款量产3万转电机:最高转速达30511rpm,远超行业主流的2万转水平

那么,这一1500V SiC功率半导体究竟长什么样子呢?又有怎样的技术细节呢?

 


02

超级e平台 · 1500V SiC技术的创新细节

(知识星球发布)

2.1 封装结构

下图是发布会上关于超级e平台 · 1500V SiC功率模块的封装结构,可以看出:
 

为了充分发挥1500V碳化硅芯片的性能优势,比亚迪对功率模块进行了革命性升级,首次采用了半桥DCM(Double Contact Module)封装架构。这一转变,标志着比亚迪高压功率模块的集成方式,从HPD的封装变更为了半桥模块的集成。

功率半导体

图片来源:BYD

 

从外部结构来看,这一封装,与Danfoss DCM1000半桥很是类似,其特点可以简单概括为以下几点:

封装设计:三端子布局(两正一负)与低电感DC电容设计

冷却设计:采用直接冷却技术(ShowerPower 3D),基板集成三个冷却通道,实现均匀温度分布,提升散热效率,并增强机械稳定性

高可靠性技术:运用Danfoss Bond Buffer (DBB)技术,提升电流承载能力和热循环寿命,确保芯片温度稳定在安全范围内;采用环氧树脂转移模塑封装,确保高压环境下的密封可靠性

材料与工艺灵活性:模块兼容多种半导体材料(硅、碳化硅及混合芯片),支持不同供应商产品,具有电压和电流的可扩展性,适用于不同功率等级的牵引逆变器设计

性能优化:低换流电感设计,适合高频开关应用,提升效率;高效能验证,输出功率高,效率高,留有瞬态过载余量

集成化应用支持:预置驱动电路、传感器接口和低电感DC电容组,简化测试验证流程,加快设计周期

 


以下内容发表在「SysPro系统工程智库」知识星球2.2  双面银烧结工艺
(知识星球发布)...


2.3 高温封装技术
(知识星球发布)...


2.4 芯片布局
(知识星球发布)...


2.5 焊接工艺
(知识星球发布)...


2.6 车规级验证体系
(知识星球发布)2.6.1 极限环境测试...2.6.2 动态负载模拟...


2.7 供应链自主化(知识星球发布)...


3. 1500V SiC技术,如何重新定义电动车的效率与动力?
(知识星球发布)3.1 核心参数对比...3.2 赋能兆瓦级快充与高转速电机...3.2.1 兆瓦闪充...3.2.2 30000转电机...


04

结语

到此,关于比亚迪超级e平台 1500V SiC功率半导体的介绍基本结束,我们总结下:

比亚迪通过1500V SiC技术重新定义了电动车效率与动力。传统电动车受限于电压平台,而比亚迪的超级e平台采用全域千伏高压架构,将电池、电机等系统升级至1000V,SiC功率芯片耐压提至1500V,提升了系统效率,降低了能量损耗。

其创新细节包括半桥DCM封装架构、双面银烧结工艺、高温封装技术等,还通过优化芯片布局、焊接工艺,及严格的车规级验证,确保性能和可靠性。此外,比亚迪实现供应链自主化,降低对外部依赖。该技术使电动车充电更快、动力更强,如支持兆瓦闪充和30000转电机。

其实,整理这篇文章的过程中还衍伸出很多的疑问和技术细节问题,这些内容我们会在后续的文章中进行专题说明。感谢你的阅读,希望有所帮助!

 

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