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电动汽车关键零部件

时间:2010-11-01  浏览次数:246819
本文摘要:满足电动汽车产业化发展需求 2形成较为完整的产业链。

    

满足电动汽车产业化发展需求   2形成较为完整的产业链。

1IGBT简介

既具有MOSFET输入阻抗高、控制功率小、驱动电路简单、开关速度高的优点,   1IGBT绝缘栅双极晶体管)由BJT双极型三极管)和MOS绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式电力电子器件。又具有双极功率晶体管的电流密度大、饱和压降低、电流处置能力强的优点。

该衬底被固定在散热用的铜基板上。为便于系统组装,   2IGBT模块是由一个或多个IGBT芯片分别装在绝缘的衬底上。且坚持模块内外的引线电感最小,模块中还装置有续流二极管。

电动汽车是IGBT新兴应用领域,   3IGBT主要应用领域包括工业控制、消费电子产品、计算机和网络通信领域等。对IGBT有新的要求。

   车用IGBT环境条件以及可靠性需求见表54工业级和车用级IGBT可靠性要求对比见表55

   2.国外发展情况保守IGBT生产厂家主要集中在欧、美、日。

英飞凌、富士电机、三菱电机、西门康等企业专门针对车用IGBT展开研究并胜利推出产品,   其中。能满足电动汽车需求,并在电动汽车上得到较为广泛的应用。

目前有HybridPA CKl和HybridPA CK2两种产品,   1英飞凌针对电动汽车推出HybridPA CK系列IGBT模块。最大功率为20kW和80kW分别适用于轻混、全混汽车。另有PrimePA CK系列IGBT模块,能满足更高的功率需求,可用于卡车和客车。

其产品适用于10kW120kW驱动电机系统。   2富士电机产品在丰田混合动力凯美瑞上应用。

分立器件由瑞萨半导体(三菱电机与日立合资)生产。其车用IGBT产品已经应用到本田和丰田等汽车厂商的混合动力汽车上。   3三菱电机主要生产IGBT模块。

采用英飞凌的芯片,   4西门康(Semikron推出的无焊接IGBT模块。适用于电动汽车用的22150kW电机控制器。

   3.我国IGBT发展现状

主要通过外购IGBT芯片,   1国IGBT刚刚起步。进行激进工业级标准模块的封装,主要企业有江苏宏微、南京银茂、嘉兴斯达、威海星佳、厦门宏发等公司。另有局部产业链下游企业通过收购介入功率半导体器件,如比亚迪和南车时代。局部企业已开始研究车用大功率IGBT模块。

但缺乏生产制造能力,   2研发能力IGBT核心技术包括芯片和模块封装两个方面。企业基本具备IGBT芯片设计能力。产业化尚待时日;企业通过引进国外设备和归国人才,目前已基本具备模块设计、封装、检测分析能力,可实现IG鄄BT模块的自主生产。

主要应用领域为工业变频器、焊机、感应加热等。   3产品情况现阶段我国IGBT模块一般集中在600V和1200V电压等级更高的产品在研发中。

正处于市场客户的认证期。企业也比较重视电动汽车领域,   目前产品尚未能完全被国内客户所接受。对车用IGBT模块进行研发,日前仅有少量样机应用,其产业化还有待产品技术的提升和市场的培育。

   4.我国IGBT存在主要问题

关键技术被国外大公司垄断,   1IGBT芯片完全依赖进口。国内难以实现突破,利息难以降低。

可靠性和电磁兼容方面存在较大问题。   2工业级产品的可靠性和稳定性与国外尚存在一定差异;车用IGBT基本处于研发阶段。

日前各企业技术研发力量单薄,   3国大功率器件研发水平与国外差别较大。开发性人才以“海归”为主。

缺乏车用级IGBT规范,   4现有规范只针对特定用途。不适用于产业化。

   国电动汽车关键零部件发展建议

国电动汽车关键零部件存在主要问题归纳如下:   1.存在主要问题通过综合分析。

电动汽车关键零部件上主要依赖激进产品的利润和国家科研经费,   1电动汽车零部件厂家对进入电动汽车行业比较谨慎。研发后续投入与产业化投入缺乏,将直接影响零部件产业化发展。

整车厂与零部件厂双方技术合作不紧密,   2目前国内产业联盟中。跨行业协作开发存在困难,大多数产业联盟实际合作没有开展。

缺乏核心研发人才,   3零部件企业研发能力缺乏。尤其是隔膜资料、电池系统集成、电力电子和电机控制系统方面的专业人才。

局部关键生产设备依赖进口,   4国内零部件生产设备制造企业技术力量单薄。导致投资利息增加,影响产业化进程。

尤其是关键电池资料、电池、电机、IGBT等,   5同前零部件规范体系尚不健全。影响行业的健康发展。

尚需进行产业化攻关。   6电动转向、电动空调、电动真空助力制动等电动辅助系统也未形成产业化。

   2.发展建议

组织联合攻关。   1国家应切实加大资金支持。

重点支持新型动力电池及材料开发,   实施动力电池性能突破计划。争取掌握高比能量、低利息电池技术;增强驱动电机系统关键部件研发能力,提高产品集成化水平和电机系统性能;联合攻克整车控制器开发中的共性技术,构建共性技术平台并积累数据;对IGBT行业进行规模化、连续化的投入,支持车用IGBT芯片和模块研发。

资助有条件、有实力的零部件企业进行产业化建设。   2国家应设立专项资金。

支持动力电池系统、驱动电机系统、整车控制器硬件、基础资料、IGBT以及相关生产设备的研发和生产,   针对工业基础好、科研开发能力和产业化能力强的企业予以重点扶持。尤其是车用动力电池和车用电机专用生产线的建设,实现产品自主化,以支撑电动汽车产业化发展。

构建适宜的产业联盟。   3积极寻求创新合作模式。

形成有效的商业模式,   建议整车企业和零部件企业组建合资公司。以整车带动零部件产业化的发展,有利于整车供应体系的形成。国家应对此类合资企业予以专项资金扶持或税收上的优惠政策。

逐步解决人才短缺问题。   4采取人才引进与培养双管齐下的措施。

企业应与高校联合培养相关专业人才。尤其是电池隔膜、IGBT等高端研发人才严重缺乏的行业。   国家应鼓励企业引进国外人才。

联合整车、零部件骨干企业,   5建议相关部门牵头。共同制修订零部件规范,健全零部件规范体系。

应重点完善资料、电芯、模块、系统的技术性能与安全标准,   ①动力电池方面。建立完善的评价体系,同时应根据动力电池产品的特殊性,完善售后服务要求,兼顾电池生产厂家、整车企业和消费者三方的利益,规定合适的产品质量保证期。

应尽快完善驱动电机系统标准,   ②驱动电机方面。尤其是系统可靠性、耐久性预测与快速评估方法等方面的规范。

应共同制定相关基础性规范,   ③整车控制器方面。尤其是整车控制器接口规范以及网络通信协议规范,以提高整车控制器的通用性。

应在行业发展初期规范行业规范,   5IGBT方面。为后续发展建立基础。

   3.发展目标

关键零部件及其原材料研发和生产基本实现自主化。   1十二五”末。

   
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