打破特斯拉垄断的自主 SiC 电机控制器来了!
近日,自主研发的车用全SiC电机控制器(以下简称“阳光电源”)成功安装并试运行,这标志着其成为国内首家引进第三代的企业宽带隙功率半导体单管 (SiC) 公司为并联技术产品。此前,在汽车行业,国际上只有特斯拉量产过该技术方案。
作为阳光电源(以下简称“阳光电源”)的全资子公司,承接新能源汽车电控产品的研发和生产,备受业界关注。阳光电力也凭借领先的控制技术、可靠的产品质量和稳定的供货能力,成为新能源汽车电控行业的一匹强“黑马”。
■全面布局新能源汽车电控领域
阳光电力在新能源汽车行业开创了属于自己的空间,而其背后的阳光电力更是名声在外。据悉,阳光电源专注于太阳能、风能、储能、电动汽车等新能源电力设备的研发、生产、销售和服务。主要产品为光伏逆变器、风能变流器、储能系统等,其中光伏逆变器逆变器产品连续10年位居世界第一一、连续5年。
在新能源汽车蓬勃发展的背景下,得益于在逆变器领域的深厚积累,阳光电源也将延伸触角。 2010年,阳光电源深化功率转换技术应用,全面开启在新能源汽车电控领域的战略布局,2016年成立全资子公司阳光电源,主要生产新能源汽车电机驱动产品,包括电机控制器、多合一集成控制器等,涵盖A00~B级轿车控制器、三合一驱动总成以及N1~N3商用车的各种单控和集成控制器。
“依托阳光电源在电力电子技术应用领域23年的积累,阳光电源按照汽车行业的发展流程和体系,建立了匹配新能源汽车需求的一流技术平台。新能源乘用车和商用车,并从2013年开始批量配套国内各大新能源主流车企。”阳光电力总裁洪思明说。
基于此,阳光电源的综合实力获得了业界的肯定和认可,先后荣获“2019中国电动汽车核心零部件100强”、“年度电驱动供应商APS黑马奖”、“2019中国电动汽车核心零部件百强“新能源汽车最佳配套企业金熊猫奖”等重要行业奖项。
■以先进技术打造核心竞争力
取得市场成绩的背后,是阳光电源对先进技术的孜孜追求——筑起企业的“护城河”。目前,IGBT模块是新能源汽车电控产品中的关键部件,成本占比超过50%。但车用IGBT模块市场长期被国外寡头垄断企业垄断,产品封装不统一,无法互换。在整车被迫进一步降低电控成本的情况下,车用IGBT模块价格居高不下,严重挤压了国内新能源汽车电控企业乃至整车厂商的生存空间。
面对行业现状,阳光电力凭借此前在电力电子领域的积累,挑战了这一核心技术。 2016年,阳光电源首款低压MOS单管并联产品问世; 2018年推出基于IGBT的单管并联产品EC30,实现了最多六管并联,并达到最高峰值电流。当时,它是特斯拉唯一一家。此类产品已开发成功。
近两年,阳光电力开始迎来一个新的技术高峰——基于SIC功率器件的单管并联产品。 SIC器件具有极高的开关频率和极低的开关损耗,被认为是下一代电子控制产品的核心。然而,它在所有工作条件下都带来高效率的同时,对寄生参数也更加敏感。与IGBT单管并联相比电源控制器,设计难度增加了一倍。
阳光电力全SIC单管并联产品媲美特斯拉。据介绍,该产品峰值功率为200kW,具有损耗更低、效率更高、控制性能更好、NVH特性更好等优点。最高效率达到99.4%,在功能安全方面达到ASIL。 -C 级。此外,该电控产品基于分立器件并联技术开发,在实际均流性能和载流能力方面表现优异,可灵活适配不同供应商的SiC器件,批量优势明显应用程序。
博士。阳光电力电机控制研究所所长陈文杰表示,在EMC设计方面,公司与其他厂家不同的是,先设计再测试整改的过程。采用完整的正向设计理念,每个电控产品都有自己的理念。设计之初,就涉及到了专业的电磁兼容设计团队。在电驱动功能安全领域,阳光电力还协助国内一线车企完成了功能安全软件及系统的开发,得到了客户的充分肯定。
博士。阳光电力研发副总裁余安波表示,公司已经基于HIL平台打造了整车模型,包括整车动力学模型、电池模型、变速器模型、各种路况模型和驾驶意图模型。网络接口、主动阻尼、主动防滑、防滑、系统效率、行驶里程等全面评估,借助自动化测试软件实现全自动化测试,确保交付给客户的产品功能完全验证和快速加载测试。 .
据悉,我国新能源汽车的电控产品大多来源于工业逆变器,但对控制算法的要求却大相径庭。阳光电力始终从整车角度推进研发,从整车性能角度实现核心算法的突破,从而提升车辆动力性和舒适性。具体来说,为了在保证产品可靠性的前提下,最大限度地发挥低速大扭矩性能,阳光电源开发了在线IGBT结温观察算法,实时观察IGBT结温,最大限度地输出低速扭矩。根据结温。保证车辆的低速性能。阳光电力的主动阻尼算法可有效改善整车低速抖动,使起步、制动、爬行更加平稳,减少消费者对“电晕车”的抱怨。针对电动车在中高速时的啸叫声,阳光电力研发了与电机智能匹配的谐波注入算法,可大幅降低电机在中速段的24次和48次噪声,使车辆行驶更舒适。
■深耕细作,推动行业高质量发展
据了解,阳光电源目前专注于三个系列产品,分别是EC1系列低压产品、EC3系列中压产品和EC5系列高压产品。
其中EC1系列主要用于A00系列机型。产品采用MOS驱动,覆盖96~144V多个电压平台。在保证性能和可靠性的基础上电源控制器,尽可能降低成本。代表产品。
EC3系列主要用于A00乘用车和N1商用车。产品采用阳光电源领先的单管并联技术,采用世界级功率器件厂商的半导体,应用平台设计理念。控制外多个三合一驱动桥总成可满足A00~B级各类乘用车的需求。
EC5系列主要用于N2、N3型载货汽车及各类乘用车。产品采用1200V/450A~1200V/900A IGBT模块,单个主驱动,(DC-DC,两个DC-AC)辅助三合一一、PDU采用模块化设计,可独立安装或灵活集成到包括主驱动在内的一体化产品中,满足N2及以上专用车和乘用车的各种需求。正因如此,阳光电源的客户已覆盖乘用车、商用车、乘用车等细分市场,包括吉利、江淮、奇瑞、东风、上汽通用五菱、江铃、凯沃、雷丁、安凯、苏州金龙、厦门金龙腾、厦门金旅、亚星、华晨鑫源、瑞驰、飞碟、昌河等
“阳光电力年产汽车控制器20万台,预计今年销量接近10万台,”洪思明说。目前,国内新能源汽车市场正在由政策驱动向市场驱动转变。预计到2025年,我国新能源汽车将占据30%的市场份额,增长空间近10倍。对于任何企业来说,这既是机遇也是挑战。在洪思明看来,挑战主要体现在以下两个方面。一是随着市场的扩大,新能源汽车的成本逐渐接近传统汽车。二是国际传统汽车零部件巨头开始加入中国新能源汽车驱动市场的竞争,行业竞争日趋激烈。
但是,阳光电气仍然充满信心。谈及原因,洪思明表示,阳光电源在电力电子领域深耕20余年,成绩斐然,技术背景深厚;拥有完善的产品体系,拥有一批结成良好合作关系的合作伙伴,形成了单管并联、碳化硅、功能安全、软件架构等一系列独特先进的技术积累。 “秉承‘真诚务实、严谨开放、成就客户’的价值观,阳光电力将全力以赴,为行业发展提供更多优质产品。”他说。