汽车电驱系统从硅基IGBT到碳化硅(SiC)的演进,核心动力在于功率密度与效率的持续提升。英搏尔“集成芯”驱动总成2.0版本兼容SiC单管,功率密度达到2.45kW/kg,较此前的2.38kW/kg实现代际升级,标志着电驱技术进入SiC单管并联的新阶段。这一历程的关键拐点包括:2018年特斯拉率先采用SiC模块、国产SiC衬底实现量产突破,以及以英搏尔为代表的Tier1推出兼容SiC单管的成熟方案。
技术路线:从IGBT模组到SiC单管
早期电驱动系统主流采用IGBT模组作为功率器件。英搏尔凭借IGBT单管并联技术(全球仅特斯拉与英搏尔掌握),实现了动力总成的高效率、轻量化和低成本。其“集成芯”一代产品功率密度达2.38kW/kg,电驱最高效率93.5%,在同等功率段(约160kW)下重量仅67kg,显著优于国内同行产品。
随着第三代半导体碳化硅(SiC) 的成熟,其导通电阻小、开关速度快的特性成为提升控制器性能的关键。但SiC模组封装难度大,单管并联技术才能充分发挥其优势。英搏尔凭借单管并联的先发优势,率先开发出兼容SiC单管的“集成芯”2.0版本,功率密度提升至2.45kW/kg,并兼容IGBT与SiC两种方案。
关键拐点与行业影响
| 节点 | 事件 | 意义 |
|---|---|---|
| 2018年 | 特斯拉Model 3率先采用SiC模块 | 验证SiC在电驱中的可行性,开启行业趋势 |
| 2022年 | 国产SiC衬底突破6英寸量产 | 降低SiC成本,为大规模应用奠定基础 |
| 2024年 | 英搏尔等Tier1推出兼容SiC单管方案 | 标志SiC从高端车型向主流市场渗透,功率密度突破2.45kW/kg |
SiC成本降至IGBT的2倍以内,被视为大规模普及的拐点。英搏尔的方案通过单管并联技术,在保持成本可控的同时实现性能跃升,有望加速SiC在中高端车型中的渗透。
常见问题
英搏尔的“集成芯”2.0与一代相比有哪些升级?
“集成芯”2.0采用扁线电机方案,电控功率模块兼容IGBT单管或SiC单管,功率密度从一代的2.38kW/kg提升至2.45kW/kg,系统峰值功率仍为160kW。
为什么SiC单管比IGBT模组更有优势?
SiC单管导通电阻小、开关速度快,能提升电机控制器效率与功率密度。但封装难度大,只有掌握单管并联技术的企业(如英搏尔、特斯拉)才能充分发挥其性能,同时降低系统成本。
电驱动系统未来的发展趋势是什么?
电驱动系统正朝着集成化、轻量化、高功率密度方向演进。SiC单管技术的成熟将进一步推动总成效率提升,而英搏尔等企业已率先布局兼容SiC的下一代产品,有望引领行业从IGBT向SiC的全面切换。