又一批汽車OBC采用碳化硅；國產(chǎn)裝車量30萬只/月？

第三代半導(dǎo)體風(fēng)向

2022年2月24日 13:55

去年，國產(chǎn)碳化硅獲得數(shù)千萬汽車OBC訂單，引起了業(yè)界高度關(guān)注。據(jù)“三代半風(fēng)向”走訪了解，國內(nèi)某企業(yè)的出貨量更為驚人—— 碳化硅器件 月裝車量將達(dá)到 30萬只 。

除了國內(nèi)OBC采用碳化硅外，最近國外一大批 OBC企業(yè) 都在發(fā)布基于碳化硅的產(chǎn)品，碳化硅“上車”勢頭正在全球蔓延。究竟碳化硅能夠?yàn)镺BC帶來哪些益處？今天，我們就跟大家聊聊。

OBC企業(yè)積極導(dǎo)入碳化硅

單一企業(yè)月裝車30萬只

SiC MOSFET在 車載充電器 （OBC）上越來越受歡迎，以CES 2022展會(huì)為例，最近又有一批外資企業(yè)推出了相關(guān)產(chǎn)品。

2月2日，Emporia Energy宣布與電力電子公司BREK Electronics合作，為北美市場開發(fā) 雙向電動(dòng)汽車充電器 ，預(yù)計(jì)這款充電器將于 2023年 以低于1500美元（約9500元人民幣）的價(jià)格上市。

據(jù)介紹，BREK以其 碳化硅太陽能逆變器平臺(tái) 而聞名，據(jù)說其功率密度比競爭對(duì)手高出 200% 。而這次合作，BREK負(fù)責(zé)開發(fā)碳化硅功率器件，并與Emporia將這種硬件專門用于 雙向EV充電 。

在OBC領(lǐng)域，中國的出貨量全球領(lǐng)先。以得潤為例，2020年他們的OBC在歐洲市場出貨約20萬套，市占率 近15% ，他們未來的目標(biāo)是拿下全球近20%的市場份額。

國產(chǎn)OBC企業(yè)也早已通過SiC技術(shù)提升產(chǎn)品競爭力。

事實(shí)上，OBC企業(yè)越來越熱衷采用國產(chǎn)SiC器件，甚至國產(chǎn)SiC MOSFET也開始“上車”。

最近， 行家說《2022 碳化硅（SiC）產(chǎn)業(yè)調(diào)研白皮書》 啟動(dòng)調(diào)研，據(jù)國內(nèi)一家碳化硅企業(yè)介紹，他們現(xiàn)在僅為一家車企供應(yīng)的碳化硅器件就高達(dá)30-40萬只/月，“預(yù)計(jì)2022年市場需求量會(huì)更多。”

其他碳化硅企業(yè)在OBC領(lǐng)域有哪些進(jìn)展？碳化硅為何能讓OBC受益？

愛仕特：

幫OBC降低20%成本

碳化硅MOS被多家車企采用

據(jù) 深圳愛仕特科技 車用應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)專家李潤華介紹，目前碳化硅MOS已經(jīng)在3.3KW、6.6KW、11KW、22KW等規(guī)格的OBC的PFC和LLC大批量使用。

李潤華告訴“三代半風(fēng)向”，這是因?yàn)樘蓟柘到y(tǒng)能為OBC帶來眾多好處：

首先是成本。由于能夠DC/DC模塊可以省去大量的柵極驅(qū)動(dòng)和磁性元件，相比硅系統(tǒng)，通常碳化硅能夠?qū)BC系統(tǒng)成本 降低20%左右 。其中，采用SiC技術(shù)后，雙向OBC的散熱成本可降低三分之一。

對(duì)于雙向OBC來說，功率越高，碳化硅所帶來的節(jié)約也就越多。以 22 kW 雙向 SiC基OBC 為例，系統(tǒng)成本可以節(jié)省超過30美元（約190元人民幣），整個(gè)生命周期可節(jié)省 近3500元人民幣 。

其次是 體積和效率 。

據(jù)李潤華介紹，采用SiC技術(shù)，車載雙向OBC體積可 減小20%以上 ，節(jié)省了電動(dòng)汽車空間\重量，除了能夠降低系統(tǒng)成本，整車系統(tǒng)也更容易實(shí)現(xiàn) 多合一小型集成化 。同時(shí)，碳化硅方案比普通雙向OBC效率 高2%-3% 。

談及碳化硅器件的應(yīng)用情況時(shí)，李潤華透露，“我司的碳化硅MOS已被國內(nèi)多家車企客戶大批量應(yīng)用。”

車載充電機(jī)一般為兩級(jí)電路，前級(jí)為圖騰柱無橋PFC（Power Factor Correction）級(jí)，后級(jí)為DC/DC級(jí)。愛仕特產(chǎn)品組合已可完全支持雙向OBC，以及單個(gè)PFC 和 DC/DC級(jí)。

愛仕特SiC MOSFET的OBC產(chǎn)品應(yīng)用案例

國產(chǎn)碳化硅上車首先是技術(shù)過硬，目前，多家國產(chǎn)企業(yè)的SiC MOSFET技術(shù)實(shí)力已經(jīng)是實(shí)現(xiàn)領(lǐng)先。以愛仕特為例，據(jù)李潤華介紹，愛仕特自主設(shè)計(jì)的 第三代6英寸SiC MOSFET平面結(jié)構(gòu)芯片 的導(dǎo)通電阻最低可到 12毫歐 ，單芯片最大電流可達(dá)120A。

據(jù)了解， 愛仕特 擁有 10多年 的 SiC 器件與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，可幫助客戶降低技術(shù)門檻，助力設(shè)計(jì)人員在其新一代OBC 中采用出色的 SiC 器件。而且愛仕特提供 SiC 功率器件、SiC 系統(tǒng)和技術(shù)專長的豐富選擇并形成 組合拳 ，可快速開發(fā)出能在現(xiàn)場可靠運(yùn)行的穩(wěn)固耐用的設(shè)計(jì)拓?fù)洹?/span>

另外， 愛仕特的SiC MOSFET優(yōu)勢 包括：耐壓全、耐壓從 650V-3300V 全部批量出貨、雪崩能量高、可靠性好；其產(chǎn)品通過了 車規(guī)級(jí)AEC-Q101標(biāo)準(zhǔn) 1200H可靠性測試和公司通過了IATF16949質(zhì)量體系。

OBC面臨多重挑戰(zhàn)

碳化硅應(yīng)如何選擇？

前幾年，車企有取消OBC的傾向，但是雙向充電需求“拯救”了OBC，目前它幾乎成為了 新能源汽車 的標(biāo)配，增長速度也越來越快。

又一批汽車OBC采用碳化硅；國產(chǎn)裝車量30萬只/月？的圖7

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美國Credence Research預(yù)測，2020 年全球OBC的市場規(guī)模約為177億人民幣，預(yù)計(jì)2027年將達(dá)到約821億人民幣，2021-2027年的復(fù)合年增長率將 超過24.3% 。

今年OBC企業(yè)的增速明顯，以鐵城信息為例，2020年全年的 OBC裝機(jī)量 為14.6404萬套，但2021年僅1-6月就達(dá)到21萬臺(tái)，7-10月又增加了10萬余套。

與此同時(shí)，低成本、小體積、多合一等需求已經(jīng)成為了OBC的主要發(fā)展趨勢，企業(yè)亟需借助碳化硅技術(shù)應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)。

那么，OBC企業(yè)要如何采用碳化硅器件？對(duì)此，李潤華建議：

● 單相一般采用 BOOST結(jié)構(gòu) ，建議使用愛仕特650V 、1200V 30A、60A等規(guī)格， TO247封裝；

● 三相一般采用 VIENNA結(jié)構(gòu) ，建議使用愛仕特1200V 30A、60A、100A等規(guī)格， TO247封裝；

● LLC中，如果OBC最高輸出電壓 <550V ，建議使用愛仕特650V 30A、60A等規(guī)格， TO247封裝；如果最高輸出電壓 >550V ，建議使用愛仕特1200V 30A、60A等規(guī)格，TO247封裝。

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