新能源车要用igbt吗_用于新能源汽车的igbt

文章目录：

• 1、新能源汽车核心是IGBT，你同意吗
• 2、为什么说新能源汽车的核心是IGBT？
• 3、比亚迪igbt芯片燃油车使用吗？
• 4、它是高铁最核心的部件！也把握着新能源行业的命脉！
• 5、北汽新能源使用的IGBT,参数有什么

新能源汽车核心是IGBT，你同意吗

IGBT只是开关管子，说它是电机控制器的硬件核心还说得过去，但那仅仅是硬件层面。新能源汽车真正的核心在整车控制器上，就好像发动机的核心在ECU上一样，发动机谁家都可以造，硬件没有任何问题，关键在于标定上，新能源也一样，硬件不是问题，问题在于整车控制器策略和标定上。

为什么说新能源汽车的核心是IGBT？

IGBT约占电机驱动系统成本的一半，而电机驱动系统占整车成bai本的15-20%，也就是说IGBT占整车成本的7-10%，是除电池之外成本第二高的元件，也决定了整车的能源效率。不仅电机驱动要用IGBT，新能源的发电机和空调部分一般也需要IGBT。 不仅是新能源车，直流充电桩和机车(高铁)的核心也是IGBT管，直流充电桩30%的原材料成本就是IGBT。电力机车一般需要 500 个IGBT 模块，动车组需要超过100个IGBT模块，一节地铁需要50-80个 IGBT 模块。三菱电机的HVIGBT已经成为业内默认的标准，中国的高速机车用IGBT由三菱完全垄断，同时欧洲的阿尔斯通、西门子、庞巴迪也是一半以上采用三菱电机的IGBT。除了日系厂家，英飞凌包揽了几乎所有电动车的IGBT，而三菱电机则沉醉于中国高铁的丰厚利润中无法自拔，在低于2500V市场几乎一无所获。2016年全球电动车销量大约200万辆，共消耗了大约9亿美元的IGBT管，平均每辆车大约450美元，是电动车里除电池外最昂贵的部件。其中，混合动力和PHEV大约77万辆，每辆车需要大约300美元的IGBT，纯电动车大约123万辆，平均每辆车使用540美元的IGBT，大功率的纯电公交车用的IGBT可能超过1000美元。什么是 IGBT?IGBT是由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功率半导体器件。与以前的各种电力电子器件相比，IGBT具有以下特点：高输入阻抗，可采用通用低成本的驱动线路;高速开关特性;导通状态低损耗。IGBT兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点， 在综合性能方面占有明显优势，非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。对于混合动力，除驱动电机外，另外还有一个发电机，可以由汽车的发动机带动其发电，然后通过IGBT模块AC/DC转换后向电池充电。在DM车型中，该发电机还可以充当驱动电机的作用。IGBT最常见的形式其实是模块(Module)，而不是单管。模块的3个基本特征：多个芯片以绝缘方式组装到金属基板上;空心塑壳封装，与空气的隔绝材料是高压硅脂或者硅脂，以及其他可能的软性绝缘材料; 同一个制造商、同一技术系列的产品，IGBT模块的技术特性与同等规格的IGBT 单管基本相同。模块的主要优势有以下几个多个IGBT芯片并联，IGBT的电流规格更大。多个IGBT芯片按照特定的电路形式组合，如半桥、全桥等，可以减少外部电路连接的复杂性。多个IGBT芯片处于同一个金属基板上，等于是在独立的散热器与IGBT芯片之间增加了一块均热板，工作更可靠。一个模块内的多个IGBT芯片经过了模块制造商的筛选，其参数一致性比市售分立元件要好。模块中多个IGBT芯片之间的连接与多个分立形式的单管进行外部连接相比，电路布局更好，引线电感更小。模块的外部引线端子更适合高压和大电流连接。同一制造商的同系列产品，模块的最高电压等级一般会比IGBT 单管高1-2个等级，如果单管产品的最高电压规格为1700V，则模块有2500V、3300V 乃至更高电压规格的产品。晶圆上的一个最小全功能单元称为Cell，晶圆分割后的最小单元，构成IGBT 单管或者模块的一个单元的芯片单元，合称为IGBT的管芯。一个IGBT管芯称为模块的一个单元，也称为模块单元、模块的管芯。模块单元与IGBT管芯的区别在最终产品，模块单元没有独立的封装，而管芯都有独立的封装，成为一个IGBT管。近来还有一种叫IPM的模块，把门级驱动和保护电路也封装进IGBT模块内部，这是给那些最懒的工程师用的，不过工作频率自然不能太高咯。单管的价格要远低于模块，但是单管的可靠性远不及模块。全球除特斯拉和那些低速电动车外，全部都是使用模块，只有特斯拉对成本的重视程度远高于对人命的重视程度。特斯拉Model X使用132个IGBT管，由英飞凌提供，其中后电机为96个，前电机为36个，每个单管的价格大约4-5美元，合计大约650美元。如果改用模块的话，估计需要12-16个模块，成本大约1200-1600美元。特斯拉使用单管的原因主要是成本，尤其是其功率比一般的电动车要大不少，加上设计开发周期短，不得不采用单管设计。相比宝马I3，采用英飞凌新型HybridPACK 2模块设计，每个模块内含6个单管型IGBT，750V/660A，电流超大，只需要两个模块即可，体积大大缩小，成本大约300美元。

比亚迪igbt芯片燃油车使用吗？

你好，比亚迪igbt芯片一般都是使用在新能源车辆上普通燃油车辆是没有希望，我的回答对你有帮助，望采纳，谢谢。

它是高铁最核心的部件！也把握着新能源行业的命脉！

大家好，我是电动车公社的社长。

说到高铁，相信大家的第一印象，都是又快、又稳、又安全，坐实了世界第一的名号。

从北京去上海，1200公里自驾要十几个小时，但高铁却只要4个半小时。

如果考一考大家，高铁的核心部件是什么，相信很多人都想象不到。

既不是能让列车达到350km/h极速、功率上万千瓦的电机组，也不是能够源源不断提供电力的高铁输电线路网，而是只有我们指甲大小的IGBT芯片！

简单来说，高铁的加速快慢、最高时速多少、电耗高低、能不能瞬间起跑、能不能舒适行驶、能不能稳定停车，都要看这块小小的IGBT。

然而，自从1988年第一代IGBT芯片诞生以来，其制造的核心技术就一直牢牢掌握在英飞凌、三菱等海外巨头手里。即使是国家级别的高铁列车组，也不得不斥巨资对外采购。

就拿08年来说，随着“基建狂魔”迅速把高铁铺设到全国每一个角落，一趟8节车厢的列车就需要152个芯片，成本高达200万元。

每年10万个芯片的需求，四舍五入就是13个亿！

就拿日本三菱来说，单是垄断了中国高铁的肥单，就已经赚得盆满钵满，甚至战略性地放弃了2500伏的低压市场。反正有中国养着，有恃无恐。

那么，这个小小的零件，到底是什么来头？

这个高铁同款的核心部件，又会对新能源行业产生怎样的影响？

今天，社长就来和大家简单聊一聊IGBT的事情。

01.IGBT，是什么来头？

IGBT，学名绝缘栅双极型晶体管，是一种复合全控型电压驱动式功率半导体器件。

是不是有点听不懂了？没关系，听社长给大家解释：

我们知道，金属导电性能比较好，属于导体；陶瓷、塑料导电性能不好，属于绝缘体。

导电性能介于二者之间的材料，就是半导体了。

如果能够人为地控制半导体的导电性能，就能在日常生活中发挥想象不到的作用！

咱们今天的主角IGBT，就是这样一种导电性可控的半导体。

简单来说，IGBT就是一个控制电路非通即断的开关。

它导通的时候，可以承受几十到几百安培的电流；

它关断的时候，可以承受几百至几千伏特的电压。

而IGBT最大的特点，就是在这个级别的电流和电压下，一秒钟可以开关近万次（10kHz）！

只要通过脉宽调制，就能轻松地把输入的电流变成人们所需频率的交流电！

这个电，就可以用来驱动高铁的交流电机了。并且，还能通过改变交流电的频率来改变电机的转速，从而达到为高铁变速的目的。是不是很神奇？

IGBT，就是这样一种负责能源转换与传输的核心器件，因此也被称为电力电子装置的“CPU”。

所以，IGBT被列入位居“十二五”期间国家16个重大技术突破专项中的第二位，也就不足为奇了。

02.对一台新能源车来说，IGBT能有多重要？

和高铁一样，IGBT也一样是新能源车上除了电池之外，最核心的零部件。

这一点，从成本上就能看出来：

除了动力电池之外，一台新能源车制造成本第二高的零部件，就是IGBT。

作为电机驱动系统的核心，IGBT的成本，要占到整车制造成本的将近10%！

就更不用说，直流充电桩30%的原材料成本，都要交给IGBT这个烧钱大户了。

IGBT能够把电池输出的大功率直流电逆变成交流电，提供给交流电机，并通过变频、变压改变交流电机的转速，从而精准地改变车辆行驶的速度和加速能力。

在用交流充电桩充电的时候，也同样需要IGBT转变成直流电，并把电压提高到电池组的电压，才能给电池组充电。这也影响了新能源车的充电效率和充电速度。

直流充电桩也一样，只不过把变电的过程放到了充电桩里。

这还没完。

不仅电机驱动要用到IGBT，新能源车的发电机和空调部分，也需要IGBT协同工作。

原理嘛，和电机驱动系统差不多，只不过从大功率逆变变成了小功率逆变，电流会更小一些。

所以，IGBT的好坏，会直接影响功率、效率、能耗等等这些新能源车最直观的性能表现，成本这么高也就可以理解了。

在2016年，全球的电动车（含商用车）销量约200万辆，采购IGBT的成本就要差不多9亿美元，平均下来一台车要花掉450美元，是电动车里除电池外最昂贵的部件。

例如特斯拉Model X，在极致控制成本的思路下，采用了英飞凌提供的132个IGBT单管来进行控制，其中前电机36个，后电机96个，总成本是650美元。

如果使用更加完善的IGBT模块，成本可能会突破到1500美元……

而全球车企市值第一的丰田，早在上世纪90年代开发混合动力车型的时候，就认定电控的核心——IGBT，必须要完全掌握在自己手中。

按照社长丰田章男的说法就是：“IGBT具有与发动机同等的重要性”。

所以，丰田理所当然地成为了当时全球唯一一家自研自产IGBT的车企，还拉上了自己的好基友、御用供应商电装，大家有钱一起赚。

早在2014年，丰田中央研究所就和电装合作，开发出了世界顶尖的新型IGBT芯片。

但这还不够：丰田销量全球第一，产能不足怎么办？

于是乎，丰田借助电装之手，投资德国汽车半导体巨头、也是世界上最重要的车规级IGBT供应商英飞凌。

这样一绑定（绑架），就再也不用担心供应安全问题了。

这也从侧面验证了，IGBT对于一家车企来说，到底有多重要。

03 . IGBT的未来

目前，在世界范围内，IGBT已经发展到了7.5代。

电动车公社为大家整理了一下历代IGBT的发展路线：

1-5代的性能比起上一代都有着较大幅度的提升，但从第六代开始，说是慢慢“挤牙膏”也不为过，20年间的技术并没有太多突飞猛进的增长。

这是因为材料的限制。

IGBT使用的硅（Si）基功率器件驱动系统，已经逼近、甚至触及了材料本身的天花板。

想要进一步突破，必须要有一种新型材料。

这时，性能更强的SiC（碳化硅），出现了。

SiC器件不仅提高了2.5倍的工作频率和10倍的阻断电压、降低了大约80%的工作损耗，还把工作结温从175℃提升到了600℃，功率密度也得到了进一步提升。

说人话，就是能让新能源车获得更长的续航和更快的充电速度。

尽管SiC的成本比普通Si价格贵6倍，但依然凭借强大的性能，获得了众多厂商的青睐。

特斯拉Model 3，就是第一台吃螃蟹的新能源车。

用上SiC以后，腰不酸了腿也不痛了，仅用75kWh的电池包就能跑出664km续航的优异成绩。

V3超充仅需15分钟就能补充250公里续航，同样离不开SiC对升压充电的支持。

可以负责任地说，SiC就是电控系统未来的趋势和绝对的核心。

但SiC也不是没有缺点。

SiC的技术门槛很高，所以产能有限。高昂的成本，也使得只有高端产品才能使用它。

截止到目前，也还在IGBT到SiC的过渡期。

只有技术进步、成本降低以后，才能大规模普及和应用。

04.国内的现状

IGBT在中国的地位，可以说和石油旗鼓相当。

根据著名投行摩根士丹利的预计， 2020年国内的IGBT市场将达到192亿元人民币的规模，占全世界市场份额的35.6%。其中27%的份额、大约51亿元的市场当属新能源汽车，堪称用芯大户。

但国内的技术水平却依然落后，只能贡献不到20%的产能，IGBT芯片依然严重依赖进口。

这时候，是比亚迪率先站了出来。

早在2003年比亚迪还没开始造车的时候，就已经开始着手布局IGBT，2005年研发团队都搭建完毕了。那会别说电动车了，量产的混动车都只有丰田一家。

这里还有个有意思的小插曲。

当时和半导体行业还八竿子打不着的比亚迪，看中了宁波中纬的6英寸半导体生产线专利。

趁着宁波中纬资不抵债、宣布破产的机会，比亚迪仅用了当年投资额的1/10、也就是1.7亿元，趁火打劫般地进行了收购。

按说，无论是从战略布局的角度，还是从经济的角度，这笔交易都堪称教科书级别。

人们却并不买账，业界更是骂声一片。体现在股价上，分分钟就是暴跌30%。

但好在有了人才、又有了产线，潜心钻研后的比亚迪，成功通过了国家级的科技成果鉴定，实现了IGBT芯片从0到1的巨大突破，打破了国际巨头的技术垄断。

后面的故事，你们也知道了。2018年底，比亚迪发布了全面自主研发的“IGBT4.0”技术，也向世界宣告自己和丰田一样，拥有了世界一流的完整IGBT产业链。

这一等，就是将近20年。

至于下一代半导体材料SiC，比亚迪也斥巨资投入生产研发，目前已经在比亚迪唐EV上部分应用，来提高唐EV的充电效率。而且据说，在即将发布的比亚迪汉上，也会全面应用SiC。关注比亚迪汉的小伙伴们，可以好好期待一下汉的续航表现和快充功率了。

除了比亚迪，国内其他的半导体企业也没闲着。

今年年初，全球IGBT市场份额前十的中国企业——嘉兴斯达半导体股份有限公司，正式在主板敲钟上了市。再加上国有控股的株洲中车时代电气股份有限公司，全球IGBT市场份额Top15中，已经挤进了两家中国企业。

其他企业，也在奋起直追，努力抹平和世界一流厂商之间的差距。

社长也相信，未来的Top15里，一定会涌现更多优秀的中国企业。

写 在 最 后

1956年7月13日，中国生产的第一台自主汽车解放正式下线。举国欢腾的同时，也宣告着国内汽车工业新的篇章正式拉开序幕。

在那个属于燃油车的时代，国内的汽车工业却一直被变速箱掣肘，没有发展起来。

变速箱和IGBT一样，都是核心零部件，核心技术也都是掌握在别人手里。

想要？对不起，拿钱来买。利润，自然也要三七分成。

你三，人家七。

在对方眼里，这就是跪着挣钱，生意嘛，不寒碜。

时间拨转到近几年，汽车行业进入了电气化时代。

随着国家一句“弯道超车”的口号，国内各类企业开始加紧对三电系统进行自主研发。

除了自持三电和IGBT的比亚迪以外，

电池巨头宁德时代，站起来了；

赴美上市的蔚来，走出去了；

后面还有小鹏、理想、以及一大批供应商企业，在小步快跑地追赶着……

慢慢地，人们发现，在政策和技术这一文一武的支持下，?就是能站着，还能站着把钱挣了。

腰杆子挺直了，说话也就硬气了。

我很期待，国内的新能源车凭借自己的硬实力，走出国门、走向世界，成为行业佼佼者的那一天。

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本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

北汽新能源使用的IGBT,参数有什么

IGBT动态参数有T(on)、Td（on）、Tr、E(on)、T（off）、Td（off）、Tf、E（off）等。

IGBT（绝缘栅双极晶体管）是一种复合了功率场效应管和电力晶体管的优点而产生的一种新型复合器件,它同时具有MOSFET的高速开关及电压驱动特性和双极晶体管的低饱和电压特性，易实现较大电流的能力，既具有输入阻抗高、工作速度快、热稳定性好和驱动电路简单的优点，又具有通态电压低、耐压高和承受电流大的优点。