漫谈汽车电气化：英飞凌的答案

英飞凌线上汽车电子开发者大会e-IADC 2020已盛大上线，活动汇聚30余位汽车业界领袖和中外技术专家，通过直击现场、德国连线、EET媒体直播、生态圈最佳汽车电子方案四大核心内容板块直击汽车行业热点话题，涵盖宏观经济、行业发展、产品、技术、系统等干货内容。

在德国连线环节中，我们有幸采访了负责英飞凌汽车电子事业部高功率半导体业务的Stephan Zizala，请他来谈一谈当今汽车电气化的趋势，及英飞凌在其中发挥的作用。

这里小编整理出了采访亮点及解读版，快来看看Stephan的发言都涵盖了哪些重要信息！

汽车电动化与其市场表现

问

你怎么看电动化？它会很快成为主流技术吗？

答

电动汽车即将来临。越来越多的电动汽车平台正在推向市场，我非常高兴地看到即使是大型老牌汽车制造商也致力于为电动汽车提供完整的工厂产线。许多政府要么通过激励措施直接投资于电动汽车，要么投资于充电基础设施。

电气化是汽车产业公认的未来发展方向。根据2020年初麦肯锡发布的电动汽车产业调研报告，数据显示，全球电动汽车销量接近230万辆，到2019年市场渗透率达到2.4％。原始设备制造商的电动汽车模型管线比以往任何时候都更充裕，预计到2025年将有大约400种新的电动汽车模型推向市场。

2016-2019年全球轻度混合动力汽车销量（以百万为单位）

数据来源：麦肯锡

我国《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》中提出，到2025年，新能源汽车新车销量占比将达到20%左右。国家新能源汽车创新工程项目专家组组长王秉刚透露，2.0版“节能与新能源汽车技术路线图”也提到，EV(纯电动汽车)和PHEV(插电式混合动力汽车)要占到总销量的15%-25%。各类利好的政策支持，以及汽车的电气化发展的大趋势，都推动着主机厂推出更多的电动汽车。

问

消费者的自然需求如何？

答

立法是引入电气化汽车的主要驱动力。迈出的第一步是所谓的轻度混合动力汽车。我们很多人甚至意识不到电气化已经来了，它以一个非常温和的方式到来。然后下一步是带有高电压系统的混合电动汽车，因此所有的插电式电动汽车，我要说的是，它们是以下两者的最佳结合，长里程内燃机和短里程电动机。我相信十年内我们将看到50%的新销售汽车将为轻度混合动力汽车和插电式混合动力电动汽车，纯电动汽车，或电动汽车。

据麦肯锡调研，在过去的几年中，随着消费者意识到电动汽车的诸多好处，消费者对电动汽车的考虑已大大增加。

例如随着越来越多电动汽车上路，消费者之间开始分享电动汽车的驾驶体验。在所有电动汽车的优势中，驾驶体验是最被强调的——接近三分之一的消费者欣赏几乎无声的驾驶体验以及高加速率（高端电动汽车在不到三秒钟的时间内从每小时0公里加速到100公里）。

不过，消费者针对电动汽车的担忧仍然存在。例如，有关电池、充电和行驶里程的担忧，仍阻碍部分消费者做出购买电动汽车的决定。

已购买电动汽车的消费者认为电动汽车的优势（百分比）

数据来源：麦肯锡

半导体在电动汽车领域的位置

问

在电动汽车里，你在哪里看到半导体，半导体起什么作用？

答

在电池和电动马达之间，中间有一个系统是逆变器，即所谓的牵引逆变器。而牵引逆变器的关键部件通常是带有功率半导体的功率模块，这是一个实际使用英飞凌HybridPACK™ Power Module的例子（如下图所示）。这已成为今天的行业标准。功率模块的重要任务是以最有效的方式，将电池中的能量转换为电机中的能量。即便是微小的效率提升，都可以使续航里程上提升5%到10%。我们还通过减少损耗、减少散热，帮助汽车制造商节省了他们需要花在冷却系统上的钱。

英飞凌的明星产品HybridPACK™ Drive系列，已被广泛应用于全球主流电动汽车平台。这是一款专门针对混动和纯电动车设计的紧凑型功率模块，功率范围从100到175千瓦。该模块使用了最新一代IGBT芯片EDT2，此芯片采用汽车级微沟槽栅场终止型技术。该芯片组具有业内标杆的电流密度、同时具备短路能力，并提高了电压等级，以保障逆变器在恶劣环境下可靠地运行。此外，它是一款易于装配的6开关模块，有3种不同的底版散热设计，支持直接水冷，优化的安装过程，支持产品平台化设计。

HybridPACK™ Drive

问

当我们说电能从电池通过逆变器到电动机，显然 我们必须讨论碳化硅。简而言之，它代表着高效率和更高的性能，在电动汽车中也会有经典的硅芯片吗？

答

碳化硅是一项伟大的技术，英飞凌是使用这项新技术的先驱之一。它的一个巨大优势就是更高的效率，特别是对于装配大电池的汽车来说，基于碳化硅的牵引逆变器具有很高的价值，因为它提高了整个系统的效率。当然也有其他解决方案，例如市内通勤的车辆它不需要超长的续航里程，但必须是兼具成本效益和可靠的汽车。对于这些车，很明显IGBT是非常好的解决方案。因此，这两种技术是相互依存的关系。

碳化硅在电动汽车应用中代表着更高的效率、更高的功率密度和更优的性能，特别是在800 V电池系统和大电池容量中，它可提高逆变器的效率，从而延长续航里程或降低电池成本。过去十年，英飞凌针对大量工业和汽车应用售出了逾5000万个带有不同芯片组的EasyPACK™模块。同时，英飞凌丰富的CoolSiC产品组合被广泛应用于工业应用领域。随着CoolSiC汽车MOSFET技术的成熟，英飞凌也成功地将该技术应用到EasyPACK™，并获得了汽车级认证，目前正在扩展该模块系列的应用范围，旨在涵盖具有高效率和高开关频率需求的电动汽车的高压应用。其中包括HV/HV-DC-DC升压转换器、多相逆变器和快速开关辅助驱动器，如燃料电池压缩机等。

EasyPACK™

英飞凌的服务及支持

问

OEM实现电动化的主要挑战在哪里？您如何看待英飞凌对客户的支持？

为了获得成功，我们的客户不仅要考虑适当的成本 ，适当的性能，还必须确保电动汽车的质量符合客户的期望。我们需要有非常创新的想法以确保汽车制造商能够实现他们的目标。

答

让我们以48V轻混合动力系统为例，轻度混合动力系统需要设计和开发内燃机，所以空间很小。现在我们和一家PCB制造商一起工作，该公司将功率半导体嵌入到PCB中。这解决了两个问题，一个是明显地提高了性能，因为功率半导体可以更好地集成到汽车的冷却系统中。第二它还降低了空间需求，这是一种非常创新的方式，可以确保汽车行业能够实现他们的目标。我们的贡献是在尽可能高的质量水平上进行创新。

参考资料：

2020年1月，麦肯锡，The road ahead for e-mobility

来源：英飞凌中国