電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李寧遠(yuǎn)）在很多日常電氣設(shè)備的使用場(chǎng)景中，逆變器都充當(dāng)了不可或缺的重要角色。逆變器的應(yīng)用場(chǎng)景非常多，比如汽車(chē)旅游、野外作業(yè)、應(yīng)急電源供電等等，負(fù)責(zé)把直流電能轉(zhuǎn)變成定頻定壓或者調(diào)頻調(diào)壓的交流電。

尤其在現(xiàn)在的電動(dòng)汽車(chē)上，車(chē)載逆變器將來(lái)自車(chē)載高壓電池的直流電轉(zhuǎn)換為交流電提供控制扭矩和速度的動(dòng)力以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)的主電機(jī)，可以說(shuō)其對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程、性能和駕駛體驗(yàn)的影響非常大。

電動(dòng)汽車(chē)逆變器市場(chǎng)擴(kuò)張

根據(jù)TrendForce集邦咨詢(xún)?nèi)螂妱?dòng)車(chē)逆變器市場(chǎng)數(shù)據(jù)顯示，2023年第四季全球電動(dòng)車(chē)逆變器裝機(jī)量達(dá)714萬(wàn)套，相較2023年第三季639萬(wàn)套，季增約12%。這和去年第四季電動(dòng)車(chē)季單季銷(xiāo)量較第三季有較大提升密切相關(guān)。

電動(dòng)汽車(chē)的迅猛發(fā)展為逆變器的增長(zhǎng)提供了強(qiáng)勁的動(dòng)力，僅在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，根據(jù)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)2023年新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)分別完成958.7萬(wàn)輛和949.5萬(wàn)輛，同比分別增長(zhǎng)35.8%、37.9%。

并且報(bào)告中指出，逆變器市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要推動(dòng)力來(lái)自純電動(dòng)車(chē)。純電動(dòng)車(chē)的逆變器占整體電動(dòng)車(chē)逆變器總裝機(jī)量約53%，并貢獻(xiàn)了超六成的市場(chǎng)規(guī)模，2023年第四季電動(dòng)車(chē)逆變器達(dá)約44億美元。

在電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力總成系統(tǒng)中，說(shuō)逆變器是核心中的核心也不為過(guò)。由于電池提供的是DC直流電，而電機(jī)只接收AC交流電，逆變器的效率就成為提高動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)能源效率的關(guān)鍵，能效的提高可以減少千瓦損耗，從而使車(chē)輛有更多可利用的能量保證續(xù)航。

現(xiàn)在的電動(dòng)汽車(chē)除了整車(chē)?yán)m(xù)航的不斷提高，我們也能看到越來(lái)越多高壓電動(dòng)車(chē)型，以及更高充電效率車(chē)型的出現(xiàn)。這背后少不了逆變器的核心作用。想要在不影響功率水平的情況下延長(zhǎng)駕駛里程，電驅(qū)系統(tǒng)要在盡可能小的尺寸重量里能夠以更高的速度運(yùn)行。這需要快速有效的直流到交流電壓的轉(zhuǎn)換。

為了實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，逆變器的設(shè)計(jì)開(kāi)始使用更先進(jìn)的控制算法、在功率級(jí)的開(kāi)關(guān)晶體管上使用碳化硅MOSFET并使用高壓800V電池集成多個(gè)子系統(tǒng)以獲得高功率密度，這是目前發(fā)展的趨勢(shì)。

加速向SiC轉(zhuǎn)變，多合一電驅(qū)成趨勢(shì)

推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)實(shí)現(xiàn)更高的性能，逆變器高壓功率開(kāi)關(guān)從IGBT向碳化硅的轉(zhuǎn)變絕對(duì)是最重要的，根據(jù)TrendForce集邦咨詢(xún)數(shù)據(jù)，2023年第四季裝機(jī)于550V以上高壓車(chē)型的逆變器裝機(jī)量占比達(dá)9%，季增1%，同時(shí)2023年第四季裝配SiC功率芯片的逆變器已占整體逆變器裝機(jī)量15%。

SiC提高了耐壓和轉(zhuǎn)換能力，比IGBT更高效，進(jìn)一步提高電池包儲(chǔ)存能量的利用率，此外，碳化硅比IGBT更小，運(yùn)行溫度更低，進(jìn)一步減輕了電驅(qū)系統(tǒng)的重量、縮小了機(jī)械尺寸還能減少能源損耗。

SiC方面玩家大家熟悉的有ST、英飛凌、Wolfspeed、羅姆、安森美、三菱這些。去年國(guó)產(chǎn)SiC也發(fā)展迅速，眾多廠商宣布入局或是推出車(chē)規(guī)級(jí)SiC MOSFET產(chǎn)品，如飛锃半導(dǎo)體、芯塔、納芯微、澎芯、瞻芯、蓉矽半導(dǎo)體等等，國(guó)產(chǎn)SiC的崛起將繼續(xù)推動(dòng)SiC量產(chǎn)上車(chē)。

而且為了保障SiC芯片的穩(wěn)定供應(yīng)，現(xiàn)在許多車(chē)廠都是直接與上游功率半導(dǎo)體公司展開(kāi)合作，例如理想汽車(chē)與芯聯(lián)集成簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，在SiC芯片設(shè)計(jì)及研發(fā)領(lǐng)域聯(lián)手開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，車(chē)企自研碳化硅功率模塊也是行業(yè)趨勢(shì)。

此外，以逆變器、電機(jī)為核心的多合一電驅(qū)也是現(xiàn)在的發(fā)展大方向，以電機(jī)、逆變器為核心將OBC、DC/DC、BMS等電控零件全部整合在同一套系統(tǒng)內(nèi)。這主要為了降低車(chē)重以持續(xù)提高整車(chē)?yán)m(xù)航力，諸多車(chē)廠及Tier 1紛紛推出以逆變器為核心之一的多合一電驅(qū)系統(tǒng)。

小結(jié)

對(duì)電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力總成系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，逆變器的進(jìn)步正在快速推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)性能的提升。同時(shí)以逆變器、電機(jī)為核心的多合一電驅(qū)技術(shù)不斷提升，也大幅提升了電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力性、續(xù)航里程與安全性。