第三代半导体碳化硅器件：可让新能源车能耗降低50%

易车讯 日前，我们从相关渠道获悉，在第三代半导体碳化硅器件的帮助下，可以让当前的新能源车实现充电10分钟，行驶400公里，能耗降低50%的目标，目前中国电子科技集团旗下的多种规格碳化硅器件，已经在新能源车载充电装置上实现了批量应用。

根据中国电子科技集团专家的介绍，新能源汽车如果用传统的第一代半导体器件，充电时间需要半个小时以上，而采用了第三代半导体碳化硅器件以后，可以实现充电10分钟行驶400公里。

碳化硅器件是新能源汽车车载充电装置所需的关键元器件，2020年以前，这类器件完全依赖进口，而现在，中国电科的碳化硅器件，装车量已经达到100万台。

据悉，以碳化硅为代表的第三代半导体被称为“绿色”半导体，目前中国电科的第三代半导体器件实现了从研发到商用的转型，它的器件节能性是硅器件的4倍，可以使新能源汽车能耗降低50%，特高压电网损耗降低60%，轨道交通功率器件系统损耗降低20％以上。

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新能源汽车电控系统的主要作用是控制电机输出扭矩，使车辆行驶，整个电控系统与燃油车的发动机和发动机控制器相当。控制器的能量来源于高压电池组（高压直流，一般300-400v），电机控制器内部通过控制芯片、驱动电路和IGBT等，对不同电机采用不同的控制算法，将直流电转换成交流电，然后输出给电机，再使电机产生扭矩。

控制器的能量来源于高压电池组（高压直流，一般300-400 v），电机控制器内部通过控制芯片、驱动电路和 IGBT等，对不同电机采用不同的控制算法，将直流电转换成交流电，然后输出给电机，再使电机产生扭矩。

系统框图如下：IGBT的作用是什么？

IGBT主要用于能量转换和传输，广泛应用于新能源汽车、智能电网、航空航天和通讯等领域。

IGBT的全名为：绝缘栅双极晶体管，是一种在新能源汽车上应用极为广泛的半导体。半导体是什么？良好的金属的导电性叫做导体、塑料、陶瓷、木材的导电性差，称为绝缘体。在导体和绝缘体之间，半导体是导电性能。

IGBT是一种由控制电路控制、是否导电的半导体。例如控制电路指示为通，那么 IGBT就是导体，电流通过，如果控制电路指示为断，则IGBT就是绝缘体，电流断开。IGBT可以很容易地将输入的直流电流转换为交流电，只需通过脉宽调制即可转换为频率。充电桩从电网中接出的电流是标准的220伏交流电，而特斯拉电动汽车的电池充电则要求用直流电充电，这就要求 IGBT将交流电变成直流电，并把电压提高到电动车需要的400伏的电压上，才能给7000节18650电池充电。IGBT的性能直接决定了电动车的充电效率和充电速度。

IGBT导通时，可承受数十至数百安培的电流，而断开时，可承受数百至数千伏的电压，而 IGBT在大电流电压下，也可有极高的开关速度，每秒可达一万次。所以 IGBT的好与坏，就直接决定了电动车的加速速度，最高速度是多少，电耗高低，能不能秒级起跑，能不能平滑变速，能不能稳定地停车，性能全靠IGBT。

IGBT是能量转换和传输的核心器件，其它电动汽车如高铁也大量使用 IGBT，一辆高速铁路上要用近200个 IGBT芯片， IGBT很贵，一块进口三菱的 IGBT芯片 IGBT很贵， IGBT控制芯片价值15万左右。用大约150块 IGBT芯片的特斯拉 Model 3上，除了电池之外，这也是最昂贵的部件，占总成本的20%以上。

IGBT市场基本上被国外的英飞凌、三菱等公司垄断，中国有自主知识产权，做的比较好的是比亚迪。

（图/文/摄： 问答叫兽）蔚来EC6 小鹏汽车P7 MARVEL R 岚图FREE 奥迪A4L Model Y @2019

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