摘要:碳化硅器件在新能源汽车中的应用主要体现在提升加速度、‌降低系统成本、‌增加续航里程、‌实现轻量化等方面。‌

碳化硅(‌SiC)‌技术在新能源汽车中的应用,‌主要得益于其独特的物理和化学性质。‌与传统的硅基器件相比,‌碳化硅器件具有更高的饱和电子迁移率和击穿电压,‌这意味着它们能在更高的电压和电流下工作,‌从而实现更高的效率。‌这种技术优势使得碳化硅器件在新能源汽车中扮演着至关重要的角色。‌

提升加速度:‌碳化硅技术允许驱动电机在低转速时承受更大输入功率,‌不怕电流过大导致的热效应和功率损耗。‌这意味着车辆起步时,‌驱动电机可以输出更大扭矩,‌强化加速能力。‌

降低系统成本:‌虽然碳化硅器件的初始成本略高于硅基器件,‌但通过实现电池成本的大幅下降和续航里程的提升,‌有效地降低了整车成本。‌

增加续航里程:‌碳化硅器件通过导通/开关两个维度降低损耗,‌从而实现增加电动车续航里程的目的。‌它们的禁带宽度远高于硅,‌可实现高浓度掺杂,‌导致漂移区宽度大幅缩短,‌同时提供更快的开关速度,‌以降低开关损耗,‌结合这些优势,‌碳化硅器件能有效提高系统的整体效率,‌达到5%至10%的增幅——即同等电池容量下,‌配备碳化硅器件的汽车续航里程可提高5%到10%。‌

实现轻量化:‌碳化硅器件的尺寸约为硅器件的1/10,‌因此能降低电驱系统的体积和重量,‌释放更多车辆内部空间,‌实现车辆的轻量化。‌

此外,‌碳化硅器件在新能源汽车中的应用还包括主驱逆变器、‌车载充电器(‌OBC)‌、‌DC/DC转换器等关键部件,‌这些部件的性能提升有助于提高功率密度,‌实现多合一的集成,‌进一步提升新能源汽车的性能和效率。‌

比亚迪海豹系列

2025款比亚迪海豹部分配置曝光。据悉,2025款比亚迪海豹将于8月8日正式上市。

新车基于比亚迪e平台3.0 Evo技术全新打造,全系标配SiC碳化硅、800V高电压平台和十二合一电动力总成,并搭载多项比亚迪自主研发的全球首创技术,在动力性能、用电效率、充电补能等方面将有大幅提升。

外观方面,2025款海豹在细节上有所调整,并新增了紫色外观配色供选择。内饰方面虽然目前未曝光官图,但在设计上也会进行一定调整,并将配备全景天幕电动遮阳帘、方向盘加热、车载香氛等配置,高级感会得到显著提升。

智能驾驶方面,2025款海豹将成为比亚迪品牌首款搭载激光雷达的轿车,同时配备比亚迪自研的先进辅助驾驶系统,达到L2+级别驾驶辅助水平。

操控体验方面,2025款海豹底盘调校上将有一定程度的升级优化,新车或将搭载云辇-C智能阻尼车身控制系统,整体底盘悬挂的适应性、稳定性、舒适性、操控性都将进一步增强。

动力性能方面,2025款海豹基于亚迪e平台3.0 Evo技术全新打造,全系标配SiC碳化硅、800V高电压平台和十二合一电动力总成,并搭载多项比亚迪自主研发的全球首创技术,在动力性能、用电效率、充电补能等方面将有大幅提升。

比亚迪海狮系列

5月10日,标志着新能源汽车技术新纪元的比亚迪全新一代e平台3.0 Evo及其首款车型——海狮07EV,在全球范围内同步亮相。这款“中型都市智电SUV”不仅代表着比亚迪的技术跃进,更预示着都市出行方式的深刻变革。

先说动力系统,这款海狮07EV来源于比亚迪e平台3.0 evo的架构系统,也是这款全新平台下的首款车型。动力性能出色,有着1200V的碳化硅电控架构,从30%充电到100%只需要18分钟。至于纯电续航能力,CLTC工况下海狮07EV的纯电续航里程为550km-610km,这是非常主流的纯电续航。

海狮07EV进一步夯实了智能化设计,全系标配DiPilot智能驾驶辅助系统,匹配了自动泊车入位,而且官方宣称成功率高达99%。随着这款海狮07EV的智能辅助驾驶系统的升级,这款新车确实让比亚迪补全了智驾这方面的短板。内饰设计采用的我们很熟悉的比亚迪家族式风格,匹配了双大屏设计,中控部分匹配了15.6英寸的悬浮式中控,可进行自适应旋转,内置的也是DiLink网联系统。值得一提的是,这款海狮07EV还搭了比亚迪自主研发以及量产的D100芯片,未来新能源汽车的芯片终于不用再被掐脖子。此外,通讯能力也变得更强,因为搭载的是5G网络。


e平台3.0 Evo引领五大创新技术

简单来说,e3.0 Evo是比亚迪五大技术集群的结合,技术内容覆盖了三电、车身、底盘、电子电气架构和软硬件等多个领域相比e3.0,e3.0 Evo更安全、更智能和更高效。

比亚迪最新研发的e平台3.0 Evo,融合了五大全球首创技术:CTB整车安全架构、集成的十二合一智能电驱、智能宽温域高效热泵、全域智能快充及智能运动控制。这些尖端技术的结合,显著提升了海狮07EV在安全性、能效及智能化方面的表现。

Evo平台最大的亮点是搭载了全球首创的12合1智能电驱系统(之前的3.0平台采用的是八合一电驱),将电机、减速器、电控、整车控制器(VCU)、电池管理器(BMC)、直流变换器(DC-DC)、车载充电器(OBC)、配电模块(PDU)、升压模块、升流模块、自加热模块和、能量管理智控系统,“集成度行业第一”。

首创CTB技术:安全新标杆:比亚迪独家的CTB整车安全架构,创新性地将电池包融入车身结构,大幅增强了车身刚度,为乘员提供更加坚固的保护壳。同时,这一设计还优化了车身重量,进而提升了车辆的操控性和行驶里程。

高度集成智能电驱:十二合一智能电驱系统展现了比亚迪在集成技术上的领先地位。该系统集成了电机、电控等多个核心部件,不仅优化了空间利用,还显著提高了动力传输效率。搭载1200V碳化硅电控和全球最高转速电机,海狮07EV能轻松达到225km/h以上的极速,为驾驶者带来非凡的加速体验。

宽温域高效热泵与全域快充:智能宽温域高效热泵确保了在极端温度条件下,车内仍能保持舒适的环境,同时有效管理电池温度,延长电池寿命。全域智能快充技术则支持多种充电模式,最高充电功率可达240kW,仅需25分钟即可从10%充电至80%,显著减少了充电等待时间。

设计与科技的完美结合:海狮07EV在设计上也颇具匠心,优雅的线条和完美的车身比例展现了其时尚前卫的特质。内饰简约而不失个性,丰富的海洋元素和优美的曲线为座舱营造了悬浮、轻量的感觉。车身尺寸宽敞,提供了充裕的驾乘空间,同时近二十处储物空间满足了各种收纳需求。

智能化配置丰富:在智能化方面,海狮07EV配备了DiLink 100智能座舱和DiPilot 100智能驾驶辅助系统,提供了个性化的人车交互体验和全面的智能驾驶功能。通过全场景数字钥匙和面部识别,车辆可为每位驾驶者打造专属的驾驶环境。

碳化硅器件的应用优势

海狮和海豹都是比亚迪公进化版800V平台——e平台3.0 Evo。海狮07EV首款搭载Evo平台的车型。海狮07EV全系都采用了23,000rpm的全球量产最高转速电机,全系搭载1200V碳化硅电控,将电驱系统的性能也提升到一个新的高度。海豹全系标配SiC碳化硅、800V高电压平台和十二合一电动力总成,并搭载多项比亚迪自主研发的全球首创技术。

电驱动控制系统

比亚迪12合1电驱,这款电驱的能效非常突出——系统的综合工况效率最高达92%,“行业第一”。在日常城市驾驶工况下,出行效率提升7%,续航里程可提升50km。

这款12合1的电驱全系搭载1200V碳化硅电控,并且升级了全新一代SiC功率模块。

比亚迪的全新一代SiC功率模块还采用了“全球首创”的叠层激光焊技术。

比亚迪的SiC功率模块采用了叠层母排激光焊技术,取代了传统的螺栓连接工艺,从而使得他们HPD模块的杂散电感大幅降低75%,电控最高效率达99.86%,过流能力提高了10% ,实现碳化硅功率模块性能全面跃升。

叠层母排激光焊技术研发,是因为SiC MOSFET的开关频率非常快,而且由于母线寄生电感和SiC功率模块自身电感的影响,电路会产生很高的尖峰电压,因为尖峰电压V=杂散电感L×开关速度di/dt。

尖峰电压过高会带来多个方面问题,一是增加了SiC模块的开关损耗,使系统发热严重;二是会影响SiC模块正常工作。

通常,降低SiC模块尖峰电压有2种方面,一是通过栅极驱动来减小di/dt,这有助于减小尖峰电压,但会延长开通时间和关断时间,导致模块的开关损耗较大;二是通过减少直流回路功率母线的杂散电感。

在SiC模块中的杂散电感来源有很多,包括母线电容的杂感;母线电容—模块之间的杂感;模块内部杂感(端子间杂感、键合线及DCB覆铜层杂感等)。

以前,模块制造商通常使用螺丝接头来连接SiC模块的外部铜触点与汇流排,但螺丝接头对逆变器的电感值、大小和电阻都有负面影响。为了减少SiC模块的杂散电感,越来越多企业将DC输入端的叠层母排与薄膜电容,通过激光焊接进行连接。

充电效率大幅提升:

单单针对在公共充电桩充电这一个场景,比亚迪为了提升充电效率和安全性稳定性,海狮07EV就搭载了智能升流快充技术、全场景智能脉冲自加热技术、智能末端快充技术、智能升压快充技术,构建了全域智能快充解决方案。

海狮07EV可兼容100%的公共直流充电桩,而在250A公共充电桩上,它的车端充电电流量,最大可提升至400A,10%-80%SOC充电时间小于25分钟;80%到100%SOC充电时间从原本的30分钟缩短到18分钟,公共充电桩的利用率可以显著提高30%。

尤其是在北方冬季条件下,海狮07EV电池温升速率可提升230%,低温充电时间相比常规加热方案可缩短40%。

放电高效、能耗低:

除了在充电方面的努力,海狮07EV在放电上也不含糊。全系搭载的的高效十二合一智能电驱系统,将多模块高度集成,效率显著提升,系统的综合工况效率最高可达92%——特别是在日常城市驾驶,续航里程可提升50km。

另外,放电能力和电池方面的热管理也有很大的关系,海狮07EV全系使用了16合1高效热管理集成模块,全球集成度最高,大幅减少了管路,可以让系统损耗显著降低,换热性能提升20%,电池热管理能耗降低25%。

来源:SIC碳化硅MOS管及功率模块的应用

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