車載逆變器需求旺盛，加速向SiC轉變

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李寧遠）在很多日常電氣設備的使用場景中，逆變器都充當了不可或缺的重要角色。逆變器的應用場景非常多，比如汽車旅游、野外作業(yè)、應急電源供電等等，負責把直流電能轉變成定頻定壓或者調(diào)頻調(diào)壓的交流電。

尤其在現(xiàn)在的電動汽車上，車載逆變器將來自車載高壓電池的直流電轉換為交流電提供控制扭矩和速度的動力以驅動電動汽車的主電機，可以說其對電動汽車的續(xù)航里程、性能和駕駛體驗的影響非常大。

電動汽車逆變器市場擴張

根據(jù)TrendForce集邦咨詢?nèi)螂妱榆嚹孀兤魇袌鰯?shù)據(jù)顯示，2023年第四季全球電動車逆變器裝機量達714萬套，相較2023年第三季639萬套，季增約12%。這和去年第四季電動車季單季銷量較第三季有較大提升密切相關。

電動汽車的迅猛發(fā)展為逆變器的增長提供了強勁的動力，僅在國內(nèi)市場，根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計2023年新能源汽車產(chǎn)銷分別完成958.7萬輛和949.5萬輛，同比分別增長35.8%、37.9%。

并且報告中指出，逆變器市場增長的主要推動力來自純電動車。純電動車的逆變器占整體電動車逆變器總裝機量約53%，并貢獻了超六成的市場規(guī)模，2023年第四季電動車逆變器達約44億美元。

在電動汽車的動力總成系統(tǒng)中，說逆變器是核心中的核心也不為過。由于電池提供的是DC直流電，而電機只接收AC交流電，逆變器的效率就成為提高動力傳動系統(tǒng)能源效率的關鍵，能效的提高可以減少千瓦損耗，從而使車輛有更多可利用的能量保證續(xù)航。

現(xiàn)在的電動汽車除了整車續(xù)航的不斷提高，我們也能看到越來越多高壓電動車型，以及更高充電效率車型的出現(xiàn)。這背后少不了逆變器的核心作用。想要在不影響功率水平的情況下延長駕駛里程，電驅系統(tǒng)要在盡可能小的尺寸重量里能夠以更高的速度運行。這需要快速有效的直流到交流電壓的轉換。

為了實現(xiàn)目標，逆變器的設計開始使用更先進的控制算法、在功率級的開關晶體管上使用碳化硅MOSFET并使用高壓800V電池集成多個子系統(tǒng)以獲得高功率密度，這是目前發(fā)展的趨勢。

加速向SiC轉變，多合一電驅成趨勢

推動電動汽車實現(xiàn)更高的性能，逆變器高壓功率開關從IGBT向碳化硅的轉變絕對是最重要的，根據(jù)TrendForce集邦咨詢數(shù)據(jù)，2023年第四季裝機于550V以上高壓車型的逆變器裝機量占比達9%，季增1%，同時2023年第四季裝配SiC功率芯片的逆變器已占整體逆變器裝機量15%。

SiC提高了耐壓和轉換能力，比IGBT更高效，進一步提高電池包儲存能量的利用率，此外，碳化硅比IGBT更小，運行溫度更低，進一步減輕了電驅系統(tǒng)的重量、縮小了機械尺寸還能減少能源損耗。

SiC方面玩家大家熟悉的有ST、英飛凌、Wolfspeed、羅姆、安森美、三菱這些。去年國產(chǎn)SiC也發(fā)展迅速，眾多廠商宣布入局或是推出車規(guī)級SiC MOSFET產(chǎn)品，如飛锃半導體、芯塔、納芯微、澎芯、瞻芯、蓉矽半導體等等，國產(chǎn)SiC的崛起將繼續(xù)推動SiC量產(chǎn)上車。

而且為了保障SiC芯片的穩(wěn)定供應，現(xiàn)在許多車廠都是直接與上游功率半導體公司展開合作，例如理想汽車與芯聯(lián)集成簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，在SiC芯片設計及研發(fā)領域聯(lián)手開發(fā)產(chǎn)品，車企自研碳化硅功率模塊也是行業(yè)趨勢。

此外，以逆變器、電機為核心的多合一電驅也是現(xiàn)在的發(fā)展大方向，以電機、逆變器為核心將OBC、DC/DC、BMS等電控零件全部整合在同一套系統(tǒng)內(nèi)。這主要為了降低車重以持續(xù)提高整車續(xù)航力，諸多車廠及Tier 1紛紛推出以逆變器為核心之一的多合一電驅系統(tǒng)。

小結

對電動汽車動力總成系統(tǒng)來說，逆變器的進步正在快速推動電動汽車性能的提升。同時以逆變器、電機為核心的多合一電驅技術不斷提升，也大幅提升了電動汽車動力性、續(xù)航里程與安全性。