2020年09月14日 | 第三代半导体SiC的导入，加快800V电池系统进度条

2020-09-14 来源：eefocus

从保时捷开始量产 Taycan 以后，800V 系统就逐步进入高端化的定义。随着今年中国电动汽车去水化（B 端和公用车辆少了），像中国这样的电动汽车市场逐步成熟化，能够站住潮头是非常关键的。本文一方面探讨现有的 800V 系统的普及速度，一方面也探讨一下电池系统设计，特别是能量扩展和第三代半导体 SiC 导入的关系。

01、800V 的系统在高端车型里普及速度

800V 的 SiC 系统一方面是在各个地方在研究，还有就是在纯电动赛车 Formula E 是标准配置，车企通过赛车收集这类死贵面向超高速的技术的使用极限。

1）从需求角度来看

前几日，delphi 宣布它拿到了欧洲豪华车企的下一代电动汽车的 800V 驱动系统逆变器订单。按照 Delphi 的说法，目前已经赢得欧洲 3/4 的豪华 OEM 的订单（Porsche、Audi、Benz、BMW）。从时间来看之前 27 亿美金的故事是在 2021 年开始，这次是 2024 年，我不相信最后一家没有相应的技术和量产计划，其实也就是 100%都跟这条赛道。比起欧洲车企虽然开始 800V 比较早，Lucid Air 预计 2021 年开始交付了；而后续的通用的 800V 系统，特别是高压化的卡车是和 Tesla 的皮卡竞争的筹码；现代起亚也纷纷在自己的高端化 BEV 上搞起了 800V 系统。这几家的高压逆变器供应商是谁还没有宣布。从中国市场来看，比亚迪在汉 EV 上是首次使用 SiC 做高压系统，之前所做的 600-700V 的系统是基于 IGBT 的，现在在这个基础上前后轴配不同的驱动系统，作为尝试。

图 1 现在的 800V 的故事刚刚开始

在 Cree 的投资日报告里面，福特也在测试，也就是围绕美国的这个 SiC 资源，美国电动汽车在下一代电动汽车方面规划都是围绕这个比较强的点去做的。自从特斯拉在 Model3 的逆变器和车载充电机上使用以后，IGBT 模块在高端车上似乎不香了。

图 2 福特使用 Cree 的 SiC 模块的测试结果

2）从供应角度来看

2019 年 5 月，Cree 公司开始了一项耗资 10 亿美元、历时 5 年多的工厂优化计划，以纽约州马西（莫霍克谷）的 200mm SiC 晶圆自动化制造工厂为支撑，加上达勒姆的美国园区总部正在进行的“超大型材料”工厂扩建，整个计划在 2022 年投产。

图 3 Cree 的供给情况

02、高压化带来对系统的配置差异

从目前来看，大概做到 110-112 串是极限了，正常的电压在 418V 左右，高电压状态是往上接近 IGBT 的使用电压的极限。由于两个方向的考虑，比拼下一代电池的续航和充电速度两个特性，想要达到比较好的结果，电压就是需要往上调。

图 4 快充的比拼

现在的问题主要有两个：

1） SiC 可靠供应问题：这个活，不是那么容易做的，特别是在高性能汽车里面，怎么弄都是很恶劣的工况，前段时间某企业用 SiC 在车载充电机里面，弄不好用一年批量出问题，这不是开玩笑的事情。

2） SiC 的价格问题：虽然大家都做高端跑点量没问题，但是架不住现在趋势大家都要去抢高端抢供应，从价格预测来看是产能供给上去了有很大的降价空间，但是需求也是爆发式的。

小结：我觉得现在 BEV 应用最后落到实处，就是电池和功率模块两个核心供应瓶颈点，在这个链条再往上都涉及到材料，趋势是这样的，怎么保证资源和技术的获取又是个故事了。

电动汽车电池系统逆变器 IGBT SiC

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