电驱动系统作为新能源汽车的“心脏”,直接影响到整车的能源效率、续航里程等。对新能源汽车整车使用性能具有较大影响。
电驱动系统包括“大三电”即驱动电机、驱动电机控制器、变速器和“小三电”即压配电盒PDU、车载充电机OBC 和DC/DC 变换器。
在当前集成化趋势下,电机 减速器 逆变器集成的“三合一”电驱动模块将成为市场主流。电驱动集成系统将加速SiC器件在电动汽车中的量产落地。
尽管碳化硅器件成本较高,但它推进了电池成本的下降和续航里程的提升,降低了单车成本,无疑是新能源汽车最佳选择。其中,SiC SBD、SiC MOSFET 器件主要应用于OBC 与DC/DC,SiC MOSFET主要用于电驱动。
▍主逆变器
主逆变器也就是牵引逆变器,它的作用就是将来自电池的电能(直流电)进行转换以驱动电动引擎(交流电)。因此,逆变器的性能及对应体积、重量将直接影响车的续航范围和可靠性
目前,电动车中的主驱逆变器仍以硅基MOSFET和硅基IGBT为主,但随着新能源汽车向高集成度、小尺寸、低损耗的系统发展,SiC 器件将加速渗透。
比亚迪、特斯拉等部分车型已经使用了碳化硅功率器件的电机驱动控制器。
特斯拉处在碳化硅器件应用的前列,其Model 3车型的驱动电机部分搭载了24个650V/100A的SiC MOSFET模块,车身比Model S减轻了20%。
比亚迪推出的“汉”EV 高性能四驱版本也配备了SiC MOSFET 功率控制模块,是中国首个采用相关技术的车型。
蔚来在2021 年发布的纯电轿车中,也将会采用SiC 模块作为电驱动平台。
* 相比硅基器件,引入碳化硅后,逆变器输出功率可增至2.5倍,体积缩小1.5倍,功率密度为原有3.6 倍。
▍车载充电机(OBC)
车载充电机(OBC)为电动汽车(EV)的高压直流电池组提供了从基础设施电网充电的关键功能,并决定了充电功率和效率的关键部件。通过使用车载充电器可将电网中的交流电转换为直流电对电池进行充电。