電動車呼聲勁揚，車用半導體器件可靠性成關鍵

m.guilinhy.com 來源：電子工程專輯作者：俠名類別：電動車維修時間：2010-11-15

　　新能源汽車的研發在世界(Mondi)各國如火如荼地進行，技術上則五花八門，諸如生物燃料、醇燃料、混合動力、氫動力、純電力等等。中國選擇全力切入電動車產業，以圖實現“彎道超車”，拉近與歐美日韓在傳統汽車工業之間的差距。日前，EVS25(世界(Mondi)電動車大會)再次在中國舉辦，諸多與電動車相關的報道見諸報端，也使民間對電動車市場(Rialto)的熱情驟然升溫。EVS25吸引了眾多的國內外整車廠、關鍵系統與零部件供應商，甚至包括英飛凌、富士電機和賽米控等專注于電動車電源方案的半導體供應商。

　　電動車驅動模式的改變，使得產業鏈上的合作呈現多樣化。譬如，車廠在馬達系統甚至整套驅動系統方面都要向零部件供應商采購；而在電池管理和控制系統方面，整車廠大多缺乏獨立開發的能力，一般依賴電池模組供應商提供整套方案，稍有研發實力的則選擇與半導體供應商合作開發。盡管電動車用磷酸鐵鋰電池在成本、功率密度、可靠性、使用壽命等方面仍存在諸多挑戰。但就長遠的中國市場(Rialto)而言，純電動汽車是大勢所趨，在相應的充電網絡及相應標準未完善之前，HEV或PHEV 等混合動力方式則可作為補充技術。

　　在EVS25上，英飛凌的汽車電驅動部門OPM總監Mark Munzer表示，電動車為工業帶來一次分裂性革命。這不但表現在汽車工業產業鏈的合作上，也將表現在未來(Futura)與電動車相關業務的運營模式上。甚至，除了繼續鞏固和一級零部件供應商的合作，他認為車用半導體廠商將成為電動車廠商真正意義的系統合作伙伴(Fellow)。

圖：PHEV的小型汽油引擎作為電池耗盡時的增程器。

圖：純電動車的動力架構。

　　零失效率車用芯片是如何練成的？
　　
　　英飛凌、瑞薩電子、飛思卡爾、意法半導體是主要的車用半導體供應商。英飛凌近兩年已在汽車專用半導體器件市場(Rialto)躍居第一，而在功率器件(包含車用功率器件)市場(Rialto)更是多年排名第一。Mark Munzer聲稱，與主要競爭對手比較，英飛凌的車用產品線更全面，覆蓋(Guy)中低高壓各個領域，優勢則體現在車用高壓功率器件上，而在車用IGBT模塊方面，當前的對手有三菱(Mitsubishi)電機和富士電機等。

　　當前，英飛凌針對電動汽車推出HybridPACK系列IGBT模塊，包括 HybridPACK l和HybridPACK 2。其中，HybridPACK l適合諸如野外混合動力和電池充電器等10kW到30kW應用，HybridPACK 2適合功率為 40kW和100kW的全混與純電動應用；而在EVS25上，英飛凌宣布針對中國市場(Rialto)推出了適合輕混和純電動的帶PinFin的HybridPACK l模塊，功率范圍30kW至40kW。功率半導體器件對于電動車的重要性顯而易見。據了解，中國的車用IGBT芯片依賴這些歐美日半導體公司，本土車用 IGBT/MOSFET在可靠性和EMC方面存在較大問題，目前技術仍難以突破實現商業化。

　　車用半導體器件的品質和可靠性是至關重要的。Mark Munzer認為，滿足于1ppm半導體器件失效率是不夠的。他表示，從單獨器件角度看這是1ppm，ECU上布了眾多元器件則使其失效率達到 300ppm，以每輛車平均50個ECU單元來計算，汽車的故障率將高達1.5%；因此，從安全角度考慮，英飛凌的目標是0ppm的器件失效率。

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