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在汽車電動化的浪潮下,各國紛紛進入新能源汽車的快速發(fā)展期。據(jù)EV talk推測,2025年全球新能源車年銷量將達到1200萬輛。
2020年,中國政府印發(fā)的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035)》,規(guī)劃提出:
2025年,中國新能源汽車新車銷量占總汽車銷量的20%。
2025年,純電動乘用車新車平均電耗降至12.0千瓦時/百公里。
而2021年的全年新能源汽車銷量,以超預期的352萬輛,同比增長了1.6倍。基于該增速,中國汽車工業(yè)協(xié)會在2021年的年度報告中提出,2022年新能源汽車銷量同比增長將預計會達到44%,即500萬輛;“中國新能源汽車新車銷量占總汽車中銷量的20%”的規(guī)劃目標也有望提前達成。
表1 2021年中國汽車產(chǎn)量數(shù)據(jù)
注:數(shù)據(jù)來源于中國汽車工業(yè)協(xié)會官網(wǎng)發(fā)布的數(shù)據(jù)
#1 IGBT在新能源汽車中的重要性
新能源汽車,即動力系統(tǒng)組成部分中有非傳統(tǒng)燃料作為動力來源的驅(qū)動方式。目前所有的新能源汽車,最明顯的特點是電池和電機驅(qū)動系統(tǒng)作為汽車動力來源,電機驅(qū)動系統(tǒng)中的電機控制器,最廣泛的方案就是使用IGBT。
圖1 新能源汽車電氣功能示意圖
IGBT在新能源汽車中的應用分類:
表2 IGBT在新能源汽車行業(yè)應用分類
IGBT作為能源變換與傳輸?shù)暮诵钠骷鋬r值約占整車成本的1-2%。我們以商用車和乘用車出貨量均最大的150KW的電機控制器做分析,電機控制器(單機版本)總成本約4000元,各組件占比如下圖:
圖2 電機控制器成本占比
其中,IGBT的成本約1400元,占電機控制器總成本約34%。
IGBT的高比重、高價值屬性,加上近年國際貿(mào)易風險的提高,國產(chǎn)化替代順勢而為。隨著國內(nèi)IGBT行業(yè)的發(fā)展,器件可靠性越來越高,成本優(yōu)勢越來越明顯,服務(wù)優(yōu)勢更加凸顯。因此,IGBT國產(chǎn)化的用戶粘度也會隨之攀升,對于國產(chǎn)IGBT器件來說,發(fā)展前景是非常可觀的。
#2 電動汽車的動力升級
目前,新能源車已經(jīng)進入快速發(fā)展軌道,其發(fā)展也逐漸由政策導向轉(zhuǎn)為市場導向。在此基礎(chǔ)上,新能源車關(guān)鍵零部件已進入充分競爭,保證質(zhì)量、降低成本是重要課題。
2021作為SiC器件爆發(fā)的元年,牽引著新能源汽車行業(yè)做技術(shù)迭代——400V電壓平臺升級800V電壓平臺。確實SiC MOS有著無與倫比功耗優(yōu)勢,在電池續(xù)航焦慮的時期,SiC器件能提供多出的7%~10%續(xù)航是難能可貴的,可以不計成本。
而800V電壓平臺,IGBT也必然會有一席之地:商用車上已然成熟的應用場景;IGBT7精細溝槽帶來的低導通壓降和低開關(guān)損耗,更小的芯片面積;更低的成本,決定了IGBT依然會是800V電壓平臺功率器件的主力軍。
SiC性能無法做到絕對優(yōu)勢,那么IGBT成本優(yōu)勢就體現(xiàn)出來了。根據(jù)2021年12月份銷量數(shù)據(jù)統(tǒng)計,A級及以下車型占比超過70%,說明10W元及以下定價電動車還是目前行業(yè)的主流,相較于高端車型來說,這部分車型對于成本的要求更加苛刻。
圖3 2021年12月新能源乘用車車型年銷量占比情況
按目前的車用SiC-MOSFET模塊的市場價格計算,同等電流規(guī)格的IGBT和SiC的成本價格相差至少1倍,IGBT的成本優(yōu)勢明顯,市場空間不會被SiC-MOSFET擠占。乘用車電機控制器這種以量換價的市場如此,商用車電機控制器這種價格成本占絕對主導地位的市場更亦如此。
#3 WAYON新能源汽車行業(yè)IGBT產(chǎn)品規(guī)劃
維安在布局IGBT產(chǎn)業(yè)時,即開始規(guī)劃車用模塊,并將在今年Q2~Q3季度推出適用于商用車的HD封裝模塊和物流車用的VA模塊,該模塊的特點有:
更高的功率循環(huán)壽命設(shè)計
通用封裝設(shè)計
更高的魯棒性
更嚴格的篩選測試流程
更完善的品質(zhì)管控過程
以客戶的實際需求為向?qū)В峁┛蛻粜枰漠a(chǎn)品。
封裝形式如下圖:
圖4 WAYON—HD封裝模塊
圖5 WAYON—VA封裝
HD模塊尺寸兼容英飛凌的EconoDUAL 3封裝,適用于100KW~200KW商用車及物流車電機控制器;
VA模塊外形尺寸兼容英飛凌HP1封裝,適用于60KW~100KW物流車電機控制器。
審核編輯黃昊宇
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