电驱动行业的技术路线走到“集成芯”2.0兼容碳化硅单管这一步,核心动力来自对轻量化、高功率密度和低成本的持续追求。英搏尔“集成芯”从采用IGBT单管并联技术起步,到2.0版本开发出兼容碳化硅(SiC)单管的设计方案,标志着电驱动功率器件从传统IGBT模组向单管并联、再向第三代半导体碳化硅演进的拐点。英搏尔是国内唯一使用单管并联技术的三方供应商,这一技术全球仅特斯拉和英搏尔掌握,其“集成芯”2.0驱动总成功率密度达到2.45kW/kg,代表了当前技术路线下的标志性成果。
功率器件路线之争:从IGBT模组到单管并联
电驱动系统的性能很大程度上取决于功率器件。早期行业普遍采用成熟的IGBT模组方案,但模组封装在体积、散热和成本上存在局限。英搏尔“集成芯”则选择了一条不同的技术路径——IGBT单管并联。这一路线的核心难点在于如何确保多个单管并联时的动静态均流,否则极易出现爆炸冒烟等可靠性问题。
英搏尔能够成熟应用该技术,主要依托自研的动静态均流技术、层叠功率母排技术和电容阵列技术。其中叠层母排核心底层技术已获得美、日、欧等国家授权,PEBB(电力电子集成)核心技术申请了4项PCT国际发明专利。由于其他企业切入单管路线需要经历较长的工艺成熟期和定点量产过程,即使完成认证也至少需要3年,这一技术壁垒使英搏尔形成了明显的先发优势。
“集成芯”2.0:碳化硅单管兼容的必然选择
碳化硅(SiC)作为第三代功率半导体,能极大提升电机控制器性能,是行业公认的发展趋势。但碳化硅模组封装难度大,对产品稳定性要求更高,只有运用单管并联技术才能发挥其导通电阻小、开关速度快的最优特性。英搏尔凭借单管并联技术的先发优势,在“集成芯”驱动总成2.0版本中开发出了能兼容碳化硅单管的设计方案,进一步提升电机控制器的功率密度和效率。
从产品演进看,“集成芯”的升级脉络清晰可见:
| 对比维度 | 主流动力总成 | “集成芯” | “集成芯”2.0 |
|---|---|---|---|
| 电控功率模块 | IGBT模组 | IGBT单管 | IGBT单管/碳化硅单管 |
| 电机方案 | 圆线电机 | 圆线电机 | 扁线电机 |
| 功率密度 | 1.86kW/kg | 2.38kW/kg | 2.45kW/kg |
“集成芯”2.0通过电机电控一体化集成、扁线电机与碳化硅单管的组合,在系统峰值功率160kW的条件下实现了更高的功率密度,契合了电驱动零部件轻量化、小体积、低成本的诉求。
常见问题
“集成芯”2.0的碳化硅单管方案相比IGBT方案有什么优势?
碳化硅单管具备导通电阻小、开关速度快的物理特性,能进一步提升电机控制器的功率密度和效率。“集成芯”2.0同时兼容IGBT单管与碳化硅单管两种方案,为车企在不同成本与性能需求之间提供了灵活选择。
为什么单管并联技术只有特斯拉和英搏尔能做?
单管并联的核心难点在于动静态均流控制,多个功率单管并联时电流分配不均会引发过热甚至爆炸。英搏尔通过自研的均流技术、层叠功率母排和电容阵列技术解决了这一难题,且其他企业即使切入该路线,从工艺成熟到客户认证至少需要3年时间,形成了较高的进入壁垒。
英搏尔“集成芯”的功率密度处于什么水平?
“集成芯”初代产品功率密度为2.38kW/kg,“集成芯”2.0进一步提升至2.45kW/kg,均高于主流动力总成约1.86kW/kg的水平。这一数据体现了电机电控深度集成和功率器件路线选择带来的轻量化收益。