英飞凌最新IGBT赋能奇瑞鲲鹏系列混动车型的底层技术揭秘

 

以下内容发表在「SysPro电力电子技术EE」知识星球

- 关于英飞凌最新EDT3 IGBT技术方案的解读

- 文字原创， 素材来源：2025上海车展，厂商官网
 

- 本篇为知识星球节选，完整版报告与解读在知识星球发布

- 1200+最新电动汽车前瞻技术报告与解析已上传知识星球，欢迎学习交流

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导语：在上一篇文章中，我们对英飞凌最新发布的EDT3 IGBT进行了概述，聊了聊英飞凌、臻驱、奇瑞的精彩故事：英飞凌最新EDT3 IGBT, 185℃结温新纪元？ | 英飞凌、臻驱、奇瑞携手共进的故事。英飞凌与臻驱科技达成深度合作，基于EDT3芯片的电驱功率模块已经在奇瑞鲲鹏系列混动车型中实现量产，在奇瑞2025的战略中，EDT3方案提供了关键的高性价比与高性能支撑。

图片来源：SysPro

这里可能会有疑问：EDT3究竟做了什么，较现有行业领先的EDT2技术基础上将功率密度提升15%至25%？又是如何实现了185°C的结温耐受能力？这背后有怎样的思考？思考带来的核心创新点又是什么？以最终实现从芯片打破整车的系统性赋能。今天我们继续来聊聊。
 

 

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目录

上篇：英飞凌、臻驱、奇瑞的故事

1. 英飞凌：EDT3芯片重构IGBT功率器件技术边界

2. 臻驱科技：双电机逆变器的功率与效率双提升

3. 奇瑞汽车：全球化车型落地验证技术价值

4. 产业协同：从“技术链”到“价值链”的跃迁

中篇：EDT3的定位分析

5. SiC MOSFET与Si IGBT，到底选择谁？ (知识星球发布)

1.1 当今，挑战是什么？

1.2 实现成本优化的关键是什么？

1.3 SiC MOSFET与Si IGBT，到底选择谁？

SiC MOSFET

Si IGBT

6. EDT3 IGBT的技术定位 (知识星球发布)

下篇：EDT3的深度解析：设计理念、相对于EDT2的创新点、性能优势

7. 逆变器的工作点与损耗分析

8. EDT3 IGBT的185℃结温背后的秘密？ (知识星球发布)

9. EDT3 IGBT导通损耗的优化 (知识星球发布)

10. EDT3 IGBT开关损耗的优化背后的秘密 (知识星球发布)

10.1 自控开关技术的应用

10.1.1 栅控开关 vs. 自控开关

10.1.2 自控开关技术的特性

10.1.3 EDT2和EDT3的自控特性

10.2 快速开通特性的优化

10.3 小结

11. 185℃？高温下器件可靠性怎么办？ (知识星球发布)

12. EDT3的系统性能究竟如何？ (知识星球发布)

12.1 损耗

12.2 最大输出电流

13 总结

注：以上内容节选，完整内容EE知识星球发布

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上篇：英飞凌、臻驱、奇瑞的故事

链接：英飞凌最新EDT3 IGBT, 185℃结温新纪元？ | 英飞凌、臻驱、奇瑞携手共进的故事

注：以上内容节选，完整内容EE知识星球发布

 

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中篇：EDT3的定位分析

导语：在上一篇文章中，我们对英飞凌最新发布的EDT3 IGBT进行了概述，聊了聊英飞凌、臻驱、奇瑞的精彩故事。相信很多朋友和我一样有疑问：EDT3究竟做了什么，较现有行业领先的EDT2技术基础上将功率密度提升15%至25%？又是如何实现了185°C的结温耐受能力？这背后有怎样的思考？思考带来的核心创新点又是什么？以最终实现从芯片打破整车的系统性赋能。

图片来源：SysPro

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05EDT3 IGBT诞生的技术定位 (知识星球发布)5.1 当今，挑战是什么？这部分比较关键，多占用一些篇幅。这块讲清楚了，也就能理解：为什么在所有玩家聚焦SiC的今天，英飞凌还花如此多的资源在EDT2的迭代上？进一步理解EDT3技术定位究竟是为了解决什么问题？

在全球汽车产业的电动化转型，促进了车用功率半导体的需求爆发式增长。而这一趋势给供应链带来了双重挑战：既要提升产能来满足急剧增长的需求，又要通过技术创新把器件成本降下来。

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图片来源：Yole

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5.2 实现成本优化的关键是什么？

先说说功率晶体管领域，提升功率密度可是实现成本优化的关键。为什么呢？主要有两方面原因：

1. 在输出功率相同的情况下，芯片尺寸能大幅缩小，这样一来芯片和封装模块的制造成本就降低了

2. 要是芯片尺寸固定，输出功率等级提升了，器件的成本效益比也会显著改善。

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5.3 SiC MOSFET与Si IGBT，到底选择谁？

接下来讲讲我们常用的两种功率半导体器件：SiC和Si。

SiC MOSFET

首先是基于碳化硅（SiC）材料的MOSFET解决方案，在纯电动汽车主逆变器领域它很受关注。SiC MOSFET有单极性导电特性，在轻载工况下开关损耗低，能提升驱动周期内的系统效率。

不过，SiC生产工艺复杂，原材料成本还高，所以SiC器件的单位面积成本比硅基器件高不少(目前，大概是2~3倍）。所以，SiC MOSFET更适合用在那些性能优势能抵消器件成本溢价的应用场景，比如对效率要求特别高的主驱逆变器。|SysPro备注：这里是要点，画横线，实际开发中选择SiC还是Si，很大程度取决于一个收益问题，这一点我们在之前文章中详细解读过，感兴趣的朋友可以看看：选择IGBT还是SIC，牵引逆变器设计平衡之道

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Si IGBT

再说说IGBT，在高输出功率场景下，它凭借成本效益和可靠性可是占据主导地位的。IGBT有双极性导电特性，在高负载工况下导通损耗极低，这直接决定了芯片的尺寸设计，让它成为很多应用场景的首选。而且，IGBT还能通过优化设计实现软开关特性，有效抑制电磁干扰（EMC），让系统更稳定。

到此，我们其实已经可以感知到：IGBT在两类场景中优势特别明显：一类是对轻载损耗不敏感的应用，像带升压的逆变器；另一类是搭载小容量电池的车型，在这种场景下，电池成本优化带来的收益覆盖不了SiC器件的溢价。

图片来源：Infineon

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06

 EDT3 IGBT诞生的技术定位

 (知识星球发布)

通过上面解释，我们可以得到：在功率半导体器件选择上，SiC MOSFET和Si IGBT各有优劣，其针对的应用场景也各有侧重。所以，英飞凌搞EDT3其实就是：在继承IGBT优势的基础上，针对特定应用场景进行优化（强的更强、弱的弥补），以巩固和扩大IGBT在车用功率半导体市场的份额。

图片来源：Infineon

展开讲讲，主要是两方面：

1. 性能的提升：EDT3 IGBT作为IGBT技术的迭代产品，在延续IGBT原有优势的基础上，会进一步优化性能，降低导通损耗、提高开关速度等，以更好地适应这类对轻载损耗不敏感的应用场景，在成本和性能之间达到更优的平衡。

2. 成本优化与特定工况的加码：EDT3 IGBT会针对目标车型的特点进行优化，在保证可靠性的前提下，进一步降低成本（提升功率密度，如上面讲的），或者提高在不同工况下的性能表现，以更好地满足搭载小容量电池车型对功率半导体的需求，在保证车辆性能的同时，不增加过多的成本负担。

简单来讲，EDT3并非是为了替代SIC的，而是针对混合动力及特定高功率密度应用场景的"黄金分割点"的选择。  那么，EDT3 IGBT 究竟是如何实现这些技术定位的呢？

图片来源：SysPro

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下篇：EDT3的深度解析：设计理念、相对于EDT2的创新点、性能优势

（已在知识星球发布）

下篇中，我们从 EDT3 IGBT 技术的四个方向深入剖析其背后的核心创新点，揭开它从芯片到整车系统性赋能的神秘面纱。

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07逆变器的工作点与损耗分析

在电动汽车里，绝大多数牵引逆变器采用的是B6拓扑结构，借助空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术生成三相输出电流。我们可以看下面这张图，这就是带直流母线与电机的B6桥式逆变器拓扑示意图，每个开关单元由IGBT与二极管组成，两者通常是协同设计与工作，以达到最佳匹配效果。

 

实际运行中，牵引逆变器要应对多种工况，像高/低负载下的电动与发电模式，还有堵转这种极限场景。过去设计重点多在堵转工况，不过现在功率开关的尺寸设计已经转向以最大电动工况为基准了。

逆变器设计有个关键要求，就是要保证功率开关产生的总损耗（Ploss）不超过最大允许结温（Tvj,max）对应的热容量限制。损耗值与输出电流（Iout）以及半导体器件选型直接相关，它们之间的约束关系可以用下面这个公式来表示，这就是热平衡约束条件。

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08EDT3 IGBT的185℃结温背后的秘密？(知识星球发布)

EDT3技术厉害的地方就在于，它通过降低高负载损耗，把最大结温从175°C提升到了185°C，在相同芯片尺寸下，实现了最大输出电流的显著提升，成功突破了硅基功率器件的技术边界。

下面这张图是高负载电动工况下EDT2芯片组的逆变器损耗分布...

|SysPro备注：关于IGBT的基本特性参数和其中的含义我们之前已经讲过，有需要的小伙伴可以回顾下之前的文章：IGBT关键特性参数的应用实践指南 v3.0

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09EDT3 IGBT导通损耗的优化(知识星球发布)

在EDT2技术里，IGBT的损耗主要来自饱和压降（VCE,sat）。

我们通过下面这张图进一步解释下。下图对比了EDT3与EDT2的输出特性曲线...

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10EDT3 IGBT开关损耗的优化背后的秘密(知识星球发布)07中我们提到，逆变器总损耗里，占比排第二的是IGBT关断与开通损耗，这就不得不提对开关特性的控制和优化方法了。10.1 自控开关技术的应用10.1.1 栅控开关 vs. 自控开关

我们知道，IGBT的关断特性，受栅极电阻（RG,off）与芯片电容的相对关系影响，主要分为两种模式...

第一种，栅控关断模式...

第二种，自控关断模式...

|SysPro备注，解释下上面蓝字：这背后的原因是当RG,off 低于临界值时，米勒平台效应被削弱，di/dt趋于饱和，且寄生参数的谐振效应导致过电压略有下降。所以Rg并不是越小越好，需要在电压、关断损耗、EMI之间权衡。

了解了"栅控关断"和"自控关断"基本概念，我们一起来看看英飞凌是如何利用这一技术特性的？

 

图片来源：SysPro

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10.1.2 自控开关技术的特性

我们通过下面这张图，看看：三种不同栅极电阻下的关断特性

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10.1.3 EDT2和EDT3的自控特性

我们再对比一下EDT2与EDT3的自控特性

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10.2 快速开通特性的优化

除了上面说的自控开关技术的应用外，EDT3还有一项改进...

详细解释下...

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10.3 小结

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图片来源：臻驱科技

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11185℃？高温下器件可靠性怎么办？(知识星球发布)

提高功率器件的最高工作温度，就意味着在达到最高结温之前可以提取更大的输出电流。但是，高温会加速一些物理过程，影响器件的可靠性；而且高温导致的损耗增加，也可能抵消扩展温度范围带来的优势。

为了验证高温可靠性，我们通常会采用高温反偏测试（HTRB）等试验

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|SysPro备注，相关参考2025版最新AQG324，汽车功率模块认证的“新风暴” | 附标准+思维脑图

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12EDT3的系统性能究竟如何？OK，最后，我们通过一些数据来看看EDT3的系统性能如何？

根据基于半导体静态与动态特性的应用仿真，我们来看看EDT3相对于EDT2的性能优势。仿真涵盖了自控开关、栅控开关以及185°C高温运行等特性

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图片来源：SysPro

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13 总结

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感谢你的阅读，希望有所帮助！