明哥仔细研究比亚迪IGBT电路板 发现了快充的一些核心秘密

【映璇汽车工作室】明哥说车

如今新能源车的占比越来越大，话题也越来越多，其中三电技术哪家强 ？充电时间谁最快？电池寿命谁最长？转换效率谁最好？哪个品牌最安全？是网上最热的话题。近日正好有个机会混进比亚迪在北京举办的“比亚迪全场景高效充电技术沟通会”，看看有什么能深入了解的情报，好跟大家分享。

开会前我特意在IGBT展示区看了半天，因为新能源汽车的成本构成中，动力电池占比最大，第二大的就是IGBT（Insulated Gate Bipo?

lar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）。占整车成本约5%左右的IGBT， 它最重要的点在于能直接控制驱动系统直、交流电的转换，还控制着电动车的扭矩和最大输出功率等重要核心功能，但对我来讲看着这些演示道具觉得很无聊，例行拿起IGBT单元的采集电路板看的时候我发现主芯片上无信息？难道是第三方代工？仔细看了一下，原来是有车规级的保护涂层，趁四下没人手欠的我用车钥匙划开主芯片上的防护层，露出了BF7106AM64的芯片型号，

网上查阅了半天也没找到它的IC介绍，难道这里有秘密？我带着疑问继续搜索发现比亚迪竟然20年前就造电子元器件！也就意味着三电系统及充放电技术对于有电子零件制造和IC逻辑设计开发功底的亚迪来讲非常轻松，我说怎么动不动就老有新的解决方案呢，比如双枪快充技术，复用电机线圈升压技术，锂离子控温快充技术，冷媒电池降温技术等。

通过对比亚迪其它半导体零部件的查询，感觉碳化硅取代硅基技术制造的半导体零部件（比如IGBT）很快就会应用到后续生产的车上了，这意味着以后的新能源车至少再提升7-10%的性能！这也是新能源车提高效能最有效的解决方案，更能耐高温高压800V乃至1000V平台了。对于车主来说最大的好处就是充电更快更稳定。话说到这我依然没找到那颗IC的技术资料，也许它是比亚迪IGBT技术专利的一小部分，秒懂了。为了打破国外品牌垄断的方法就是核心技术，这也许是破局的关键！

另外，在查询中还发现：在IGBT领域，比亚迪居然占全球19%的市场份额，仅次于英飞凌30%左右，妥妥的全球老二。但是英飞凌不造车，所以，很多车企用的IGBT很可能是来自比亚迪，就是我手欠上面拍的那颗芯片。

这样，你就知道比亚迪的三电技术为什么强了吧？另外，从与汽车工程院副院长凌和平先生的聊天，了解了不同时期比亚迪的快充技术发展历程。

在新能源汽车发展初期，行业普遍面临三无困境：一无充电技术，二无充电基础设施，三无充电标准。比亚迪率先实现充电技术从0到1的突破，在车端和桩端，皆自研了家用和公共领域的交、直流充电技术，为国标交、直流充电标准提供了参考范本，也成为首批中国电动汽车充电标准起草单位。比亚迪这一系列的技术突破，让中国新能源汽车充电技术有了“根”。

在2015年，新能源汽车普及初期，800V高电压平台搭载在秦EV（2015款）、唐DM（2015款）等车型上。百公里加速快至4秒级，纯电续航里程可达450km、快充功率提升至60kW，所以，说比亚迪800V高电压平台超前行业2-3代，不为过。当时，市面上的乘用车都是低电压，只有比亚迪和保时捷TAYCAN是高电压。时至今日，行业才竞相进入800V高电压平台赛道

这里还得说一下，比亚迪自主知识产权的电机线圈复用升压技术。当时，国内95%都是500V以下的低压桩，保时捷率先推出800V高压平台，但是，无法与低压桩匹配，必须车端升压。保时捷采用了在电机线圈之外再建一组线圈的车内升压模式，但是造成体积庞大，效率低下，快充不稳定等。而比亚迪独辟蹊径研发了电机线圈复用的车内升压技术，重复利用既有的电机线圈就实现了车内升压。既节省了成本又提高了效率。而且实现了车端与充电桩端的兼容。2022年已经升级到第三代油冷电驱升压。这就是比亚迪快充不挑桩，也不自己耗资建超级快充桩的背后原因。毕竟快充桩网点布局广，而超充桩极稀缺。即使普通快充桩，比亚迪也能车内升压实现快充。

而很多自建超充桩的比如特斯拉等多多少少是有自己的高压平台与国网低压电桩不能兼容的问题。

比亚迪为什么又搞双枪超充？因为大部分公共快充桩还是充得不够快。

快充桩普及广，超充桩极稀缺，目前而言，电流超过300A的公共超充桩仅有2%，与其让用户去争夺极少数的超充桩，不如充分利用现有超过百万台的公共快充桩资源。

双枪超充技术，以腾势N7为例，最大功率可达230kW，公共桩上15分钟充电350公里。让公共快充桩秒变超充桩。

当然，双枪快充也被商业对手批评占用了别人的公共充电资源。设想两辆车在同一个充电桩上，如果该桩功率只有160KW，势必双枪的这辆车就会占去至少120kw，只剩下60kw给另一辆普通车。

同时，升压升流技术也遭到很多使用场景的挑战，比如它对温度非常敏感。极寒-30度时，快充很难用；另一方面，持续高电流快充对电池热管理要求也更严苛。比亚迪的解决方案是复合直冷技术，通过电池上下两面均铺直冷板的设计，以及2套冷媒独立控制系统，进行了补偿式流道设计，电池冷却面积提升100%，换热能力提升85%以上。，在行业内首次实现了极低温下冷车快充。

在-30℃极寒条件下，以腾势N7为例，不仅在充电时能自加热，在驻车和行车状态下，都能智能启动自加热技术，保障极低温整车性能。

官方表示，智能脉冲自加热技术，即使北方冬天也能用快充。

以上技术，复用线圈升压技术和腾势N7的双枪快充，我们已经实测验证过，其他技术后面找机会给大家再一一验证。

谢谢你的阅读。下期再见。

掌握核心技术！比亚迪IGBT技术解析

我们一直在强调“核心技术一定要掌握在自己手里。”这是不管任何领域都在积极追求的目标，也是企业发展的重中之重。在汽车领域，尤其是电气时代即将来临的今天，越来越多的品牌开始研制自己的电动车型，越来越多的电动车相关技术进入了我们的视野，今天我们要说的IGBT就是电动车领域比较重要的一项技术。对了，值得一提的是，目前汽车领域所用的IGBT已经被比亚迪攻克，并掌握了核心技术。

为了我们的文章能让您看懂，或者看起来更方便理解，我们用几个问答的形式来进行。

一，IGBT是什么？作用是什么？

IGBT为英文Insulated Gate Bipolar Transistor的缩写，中文名称为绝缘栅双极型晶体管。是电能变换与传输的核心器件，俗称电力电子装置的“CPU”，应用于直流电压为600V及以上的变流系统，如轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域。

IGBT的作用是交流电和直流电的转换，同时IGBT还承担了电压高低转换的功能。外界充电的时候是交流电，需要通过IGBT转变成直流电然后给电池，同时要把220V电压转换成适当的电压后才能给电池组充电；电池放电的时候，通过IGBT把直流电转变成交流电机使用的交流电，同时起到对交流电机的变频控制，当然变压是必不可少的。

比亚迪车规级IGBT模组

是不是感觉说了这么多还是没懂这个东西到底有什么用？总结几句话：IGBT是功率半导体器件，可以说是电动车的核心技术之一,IGBT的好坏直接影响电动车功率的释放速度以及节能等相关性能。

二，IGBT到底有多重要？

在一台纯电动车中，IGBT约占电机驱动系统成本的一半，而电机驱动系统占整车成本的15-20%，也就是说IGBT占整车成本的7-10%，是除电池之外成本第二高的元件，也决定了整车的能源效率。而且除电驱动系统外，整车包括高压充电机、空调系统等多个电气组件均需使用到IGBT。

如果还不能理解IGBT有多重要，那么我们就来举例说明，一台特斯拉Model X使用132个IGBT管，由英飞凌公司提供。其中后电机为96个，前电机为36个，每个单管的价格大约为4-5美元，合计大约需650美元。

三，世界上有多少地方在生产IGBT？比亚迪生产了IGBT有什么特殊意义么？

有的朋友可能会问了，比亚迪掌握了这个核心技术为什么值得编辑单独拿出来说呢？下面的这些内容您可能会找到答案。

2017年全球电动车销量大约500万辆，共消耗了大约18亿美元的IGBT管，平均每辆车大约为450美元。目前我国每年使用的IGBT，90%依赖进口。国际上主要的生产商是“西门子、英飞凌、仙童、三菱、富士、东芝”这些老牌大厂。而其中的“高压大功率IGBT”更是电动车动力系统核心中的核心，国内目前能够量产高压大功率IGBT芯片并用于车辆生产的企业，只有两家：中国中车（高铁）和比亚迪！

能有这样的突破也离不开我国电动车的发展，在政策驱动下我国新能源汽车及充电桩市场进入爆发期，中国IGBT产业在国家政策及重大项目的推动及市场牵引下加快了国产化的进程，目前已形成了IDM模式和代工模式的IGBT完整产业链。国内厂商不仅实现了技术突破，而且成功把国产化IGBT应用在新能源汽车中。而这里说的国内厂商，最重要的一家就是比亚迪。

所以，您知道为什么我会把比亚迪单拿出来说了么？比亚迪和国内的一些厂商成功的打破了这一领域的垄断，实现了国产化。

四，比亚迪的IGBT好不好？达到了什么程度？

既然说比亚迪的IGBT技术打破了国外品牌的垄断，那么国产的零件质量如何？会不会仅仅是拥有了技术，而质量和水平还不能满足我们的需求？

如果说2009年的时候我们IGBT技术刚刚开始着手研发，那么经过十几年的技术积累，我们现有的IGBT技术已经相当成熟和先进了，2017年比亚迪使用的IGBT2.5代产品在性能上和同类竞品差距已经在逐渐缩小，而即将要量产的比亚迪IGBT4.0产品已经超越了国外同类产品，达到了世界先进水平。

五，凭什么说比亚迪的IGBT4.0产品达到了世界先进水平?

首先，技术指标方面，IGBT4.0在芯片损耗、模块温度循环能力、电流输出能力等关键指标上，比亚迪IGBT4.0产品达到全球领先水平。

芯片损耗：比亚迪 IGBT4.0产品的综合损耗相比当前市场主流产品降低了约20%，使得整车电耗降低。以全新一代唐为例，在其他条件不变的情况下，采用比亚迪 IGBT4.0较采用当前市场主流的IGBT，百公里电耗少约3%。

温度循环能力：IGBT4.0产品模块的温度循环寿命可以做到当前市场主流产品的10倍以上。

电流输出能力：搭载IGBT4.0的V-315系列模块在同等工况下较当前市场主流产品的电流输出能力提升15%，支持整车具有更强的加速能力。

而为了达到上面说的这些超越，比亚迪也对技术工艺进行了升级，例如将晶圆厚度减薄到120um、生产环境的洁净度要求达到最高等级的一级、晶圆的制造用水标准需达到超纯水等，这些都是极高的工艺要求。

除了工艺上的苛刻要求，比亚迪还在材料上做出了创新，这是比亚迪走的一步好棋——第三代半导体材料SiC（碳化硅）。

而我们也从官方得到了相关的信息，比亚迪投巨资布局第三代半导体材料SiC（碳化硅）, 目前已大规模用于车载电源, 2019年底将推出中国首辆搭载SiC电控的电动车，预计2023年采用SiC基半导体全面替代硅基半导体（如硅基IGBT），引领下一代电动车芯片变革。

总结：说了很多，可能您也听得有点懵了，其实全文总结一下就是——比亚迪用SiC材料做出了一款电动汽车所必须的零件，打破了长期以来的技术垄断。这个零件关系到车辆的各方面性能，并且工艺要求奇高。

往大了说，这是我国科技的进步、也进一步打破了国外技术的垄断；往小了说，这是比亚迪走的一步好棋，是自身的技术水平站在了国家，乃至世界的前端，相信在未来，这项技术能为比亚迪带来更好的发展，也为我们消费者带来更好的产品。（图/文/摄 网通社 高岳）

“破冰者”比亚迪发布IGBT4.0技术 引领电动车芯新变革

12月10日，比亚迪在宁波举行了“IGBT比亚迪核心技术解析会”，并在解析会上发布了在车规级领域具有标杆性意义的IGBT4.0技术，再一次展示出其在电动车领域的领先地位。

“对于新能源汽车来说，IGBT是其核心控制系统元件，承担了很多中央控制任务。”比亚迪第六事业部总经理陈刚指出，IGBT在未来3-5年仍将成为制约新能源汽车发展的主要瓶颈之一。

据了解，比亚迪是国内第一家实现车规级IGBT大规模量产、也是唯一一家拥有IGBT完整产业链的车企。

中国半导体协会IC设计分会副理事长周生明表示，比亚迪依靠自身强大的研发实力、人才的聚集、产业链的搭配，在IGBT技术方面取得了非常核心的突破。

截止到2018年11月，比亚迪研发的IGBT累计装车已超过50万辆。

IGBT4.0技术领先市场主流产品

IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)全称“绝缘栅双极型晶体管”，其芯片与动力电池电芯并称为电动车的“双芯”，是影响电动车性能的关键技术，其成本占整车成本的5%左右。

作为新能源汽车最核心的技术，IGBT的好坏直接影响电动汽车功率释放速度。一块IGBT模块尽管只有巴掌大小，却是驾驭一台庞大装备的“命脉”。

长期以来，IGBT的核心技术始终掌握在国外厂商手里。2009年，比亚迪推出IGBT芯片，标志着中国在IGBT技术上实现零的突破，打破了国际巨头的技术垄断，对于促进我国芯片产业以及新能源汽车产业的发展具有深远影响。

经过十余年耕耘，比亚迪成功研发出全新的车规级产品IGBT4.0，成为车规级IGBT的标杆。截至2018年11月，比亚迪累计申请IGBT相关专利175件，其中授权专利114件。

陈刚表示，随着中国具备自主知识产权的IGBT产品实现量产，中国在这一领域已与欧洲、日本三分天下了。

据了解，此次比亚迪发布的IGBT4.0，在诸多关键技术指标上都优于当前市场主流产品。如比亚迪IGBT4.0在芯片损耗、模块温度循环能力、电流输出能力等关键指标上，均达到全球领先水平。

比亚迪第六事业部产品总监杨钦耀表示，较当前市场主流的IGBT，比亚迪IGBT4.0电流输出能力高15%，综合损耗降低了约20%。

目前，比亚迪是中国唯一一家拥有IGBT完整产业链的车企，包含IGBT芯片设计和制造、模组设计和制造、大功率器件测试应用平台、电源及电控等。

周生明认为，比亚迪拥有得天独厚的条件，拥有遥遥领先的IGBT应用市场，能够充分施展拳脚。如果比亚迪没有这样完整的产业链，即使研发出IGBT产品，也不会被消费者所接受。

比亚迪依靠自身强大的研发实力、人才的聚集、产业链的搭配，在IGBT技术方面取得了非常核心的突破。

不仅如此，陈刚还透露，比亚迪将以开放的态度，与新能源产业链及各大院校、行业组织为中国半导体未来发展通力合作。

布局SiC2019年或再亮“杀手锏”

作为一个完全掌握电动汽车全产业链核心技术（功率半导体和电池“双芯”、电机、电控）的企业，比亚迪在电动车全产业链核心技术、市场策略输出、大规模商业化布局、产品矩阵、标准制定等多个领域均走在世界前列。

截至目前，从2015到2017年，比亚迪电动车的销量连续三年位居全球第一，应用车型涵盖了乘用车、商用车、专用车等多个领域。

陈刚表示，比亚迪在市场上取得如此突出成绩与比亚迪在IGBT等核心技术领域的超前布局密不可分。

从2.0代芯片研发成功，到2017年IGBT4.0研发成功，比亚迪立志于做IGBT下一代的更新换代——第三代半导体。

据陈刚透露，比亚迪已经在现有车型的充电电源模块中开始应用新一代的第三代半导体碳化硅技术。

据了解，除轻化车辆设计外，第三代半导体的低导通电阻及低切换损失的特性，能大幅降低车辆运转时的能源转换损失，对于电动车续航力的提升有很大帮助。

中国电器工业协会电力电子分会秘书长蔚红旗指出，碳化硅是新一代功率半导体器件，它不仅是中国功率器件的发展方向，更在全球范围内被追捧。

正因为如此，比亚迪已投入巨资布局性能更加优异的第三代半导体材料SiC（碳化硅）。

陈刚表示，预计到2023年，比亚迪将在旗下的电动车中，实现SiC基车用功率半导体对硅基IGBT的全面替代，将整车性能在现有基础上再提升10%。

蔚红旗认为，比亚迪是一家全产业链的车企，这点对于功率半导体器件来说是非常好的发展契机，恐怕在全国的车企里没有第二家。

据透露，比亚迪投资布局的SiC已大规模被用于车载电源, 有望于2019年推出搭载SiC电控的电动车，引领下一代电动车芯片变革。文/李逸尘

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