又一批汽车OBC采用碳化硅;国产装车量30万只/月?


去年,国产碳化硅获得数千万汽车OBC订单,引起了业界高度关注。据“三代半风向”走访了解,国内某企业的出货量更为惊人—— 碳化硅器件 月装车量将达到 30万只
除了国内OBC采用碳化硅外,最近国外一大批 OBC企业 都在发布基于碳化硅的产品,碳化硅“上车”势头正在全球蔓延。究竟碳化硅能够为OBC带来哪些益处?今天,我们就跟大家聊聊。
OBC企业积极导入碳化硅
单一企业月装车30万只
SiC MOSFET在 车载充电器 (OBC)上越来越受欢迎,以CES 2022展会为例,最近又有一批外资企业推出了相关产品。
2月2日,Emporia Energy宣布与电力电子公司BREK Electronics合作,为北美市场开发 双向电动汽车充电器 ,预计这款充电器将于 2023年 以低于1500美元(约9500元人民币)的价格 上市
据介绍,BREK以其 碳化硅太阳能逆变器平台 而闻名,据说其功率密度比竞争对手高出 200% 。而这次合作,BREK负责开发碳化硅功率器件,并与Emporia将这种硬件专门用于 双向EV充电
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在OBC领域,中国的出货量全球领先。以 得润 为例,2020年他们的OBC在欧洲市场出货约20万套,市占率 近15% ,他们未来的目标是拿下全球近20%的市场份额。
国产OBC企业也早已通过SiC技术提升产品竞争力。
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事实上,OBC企业越来越热衷采用国产SiC器件,甚至国产SiC MOSFET也开始“上车”。
最近, 行家说《2022 碳化硅(SiC)产业调研白皮书》 启动调研,据国内一家碳化硅企业介绍,他们现在仅为一家车企供应的碳化硅器件就高达30-40万只/月,“预计2022年市场需求量会更多。”
其他碳化硅企业在OBC领域有哪些进展?碳化硅为何能让OBC受益?
爱仕特:
帮OBC降低20%成本
碳化硅MOS被多家车企采用
深圳爱仕特科技 车用应用系统开发专家李润华 介绍,目前碳化硅MOS已经在3.3KW、6.6KW、11KW、22KW等规格的OBC的PFC和LLC大批量使用。
李润华告诉“三代半风向”,这是因为碳化硅系统能为OBC带来众多好处:
首先是成本。由于能够DC/DC模块可以省去大量的栅极驱动和磁性元件,相比硅系统,通常碳化硅能够将OBC系统成本 降低20%左右 。其中,采用SiC技术后,双向OBC的散热成本可降低三分之一。
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对于双向OBC来说,功率越高,碳化硅所带来的节约也就越多。以 22 kW 双向 SiC基OBC 为例,系统成本可以节省超过30美元(约190元人民币),整个生命周期可节省 近3500元人民币
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其次是 体积和效率
据李润华介绍,采用SiC技术,车载双向OBC体积可 减小20%以上 ,节省了电动汽车空间\重量,除了能够降低系统成本,整车系统也更容易实现 多合一小型集成化 。同时,碳化硅方案比普通双向OBC效率 高2%-3%
谈及碳化硅器件的应用情况时,李润华透露,“我司的碳化硅MOS已被国内多家车企客户大批量应用。”
车载充电机一般为两级电路,前级为图腾柱无桥PFC(Power Factor Correction)级,后级为DC/DC级。爱仕特产品组合已可完全支持双向OBC,以及单个PFC 和 DC/DC级
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爱仕特SiC MOSFET的OBC产品应用案例
国产碳化硅上车首先是技术过硬,目前,多家国产企业的SiC MOSFET技术实力已经是实现领先。以爱仕特为例,据李润华介绍,爱仕特自主设计的 第三代6英寸SiC MOSFET平面结构芯片 的导通电阻最低可到 12毫欧 ,单芯片最大电流可达120A。
据了解, 爱仕特 拥有 10多年 的 SiC 器件与系统的设计和开发经验,可帮助客户降低技术门槛,助力设计人员在其新一代OBC 中采用出色的 SiC 器件。而且爱仕特提供 SiC 功率器件、SiC 系统和技术专长的丰富选择并形成 组合拳 ,可快速开发出能在现场可靠运行的稳固耐用的设计拓扑。
另外, 爱仕特的SiC MOSFET优势 包括:耐压全、耐压从 650V-3300V 全部批量出货、雪崩能量高、可靠性好;其产品通过了 车规级AEC-Q101标准 1200H可靠性测 试和公司通过了IATF16949质量体系。
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OBC面临多重挑战
碳化硅应如何选择?
前几年,车企有取消OBC的倾向,但是双向充电需求“拯救”了OBC,目前它几乎成为了 新能源汽车 的标配,增长速度也越来越快。

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美国Credence Research预测,2020 年全球OBC的市场规模约为177亿人民币,预计2027年将达到约821亿人民币,2021-2027年的复合年增长率将 超过24.3%
今年OBC企业的增速明显,以铁城信息为例,2020年全年的 OBC装机量 为14.6404万套,但2021年仅1-6月就达到21万台,7-10月又增加了10万余套。
与此同时,低成本、小体积、多合一等需求已经成为了OBC的主要发展趋势,企业亟需借助碳化硅技术应对挑战。
那么,OBC企业要如何采用碳化硅器件?对此,李润华建议:
● 单相一般采用 BOOST结构 ,建议使用爱仕特650V 、1200V 30A、60A等规格, TO247封装;
● 三相一般采用 VIENNA结构 ,建议使用爱仕特1200V 30A、60A、100A等规格, TO247封装;
● LLC中,如果OBC最高输出电压 <550V ,建议使用爱仕特650V 30A、60A等规格, TO247封装;如果最高输出电压 >550V ,建议使用爱仕特1200V 30A、60A等规格,TO247封装。

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