电动汽车成功关键是未来的汽油和锂电池组价格

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深圳马路上不时从身边擦身而来的混合动力公交车(HEV)和纯电动出租汽车(EV)提醒我们,电动汽车时代已经来临,我们有希望逐渐脱离快速上涨的汽油价格噩梦,进入一个低碳技术主领的新时代。

根据市场研究公司IMS Research中度乐观的估计,到2016年,高达7%的轻型汽车将是电动汽车,而且这一比例到2020年将上升到15%。其中混合动力汽车将占到三分之二,剩下的三分之一将由插电式混合动力汽车和纯电动汽车对分。


汽车电子事业部电驱动产品线总监Mark介绍英飞凌最新技术

英飞凌汽车电驱动部门OPM总监Mark Munzer说:“全球石油资源开始面临供应短缺的现状正在刺激市场对电动汽车的需求,另外,包括中国、日本和以色列在内的政府支持也是推动电动汽车市场发展的一大重要因素。未来电动汽车市场能否成功的关键将在很大程度上取决于汽油的价格和锂电池组的成本。”

另外一大阻力将来自于现有汽车供应链上的既得利益者,因为电动汽车将在所有层面上带来快速的改变,包括驾驶习惯、供应链、基础设施和汽车服务。

电动车驱动模式的改变,也使得产业链上的合作呈现多样化。譬如,车厂在马达系统甚至整套驱动系统方面都要向零部件供应商采购;而在电池管理和控制系统方面,整车厂大多缺乏独立开发的能力,一般依赖电池模组供应商提供整套方案,稍有研发实力的则选择与半导体供应商合作开发。

尽管电动车用磷酸铁锂电池在成本、功率密度、可靠性、使用寿命等方面仍存在诸多挑战。但就长远的中国市场而言,纯电动汽车是大势所趋,在相应的充电网络及相应标准未完善之前,HEV或PHEV等混合动力方式则可作为补充技术。

Mark Munzer表示,电动车为工业带来一次分裂性革命。这不但表现在汽车工业产业链的合作上,也将表现在未来与电动车相关业务的运营模式上。甚至,除了继续巩固和一级零部件供应商的合作,他认为车用半导体厂商将成为电动车厂商真正意义的系统合作伙伴。

目前,英飞凌、瑞萨电子、飞思卡尔、意法半导体是主要的车用半导体供应商。英飞凌近两年已在汽车专用半导体器件市场跃居第一,而在功率器件(包含车用功率器件)市场更是多年排名第一。Mark Munzer声称,与主要竞争对手比较,英飞凌的车用产品线更全面,覆盖中低高压各个领域,优势则体现在车用高压功率器件上,而在车用IGBT模块方面,当前的对手主要有三菱电机和富士电机等。

英飞凌目前针对电动汽车市场推出的重要产品是HybridPACK系列IGBT模块,包括HybridPACK l和HybridPACK 2。其中,HybridPACK l适合诸如野外混合动力和电池充电器等10kW到30kW应用,HybridPACK 2适合功率为 40kW和100kW的全混与纯电动应用;而在EVS25上,英飞凌宣布针对中国市场推出了适合轻混和纯电动的带PinFin的HybridPACK l模块,功率范围30kW至40kW。

功率半导体器件对于电动汽车的重要性显而易见。据了解,中国的车用IGBT芯片依赖这些欧美日半导体公司,本土车用IGBT/MOSFET在可靠性和EMC方面存在较大问题,目前技术仍难以突破实现商业化。

车用半导体器件的品质和可靠性是至关重要的。Mark Munzer认为,满足于1ppm半导体器件失效率是不够的。他表示,如果单独一个车用半导体器件的失效率是1ppm,那么由多个元器件实现的ECU的失效率则将达到300ppm,以每辆车平均50个ECU单元来计算,汽车的故障率将高达1.5%;因此,从安全角度考虑,英飞凌的目标是0ppm的器件失效率。

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