1, définition IGBT
Transistor bipolaire à grille isolée IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)
Le module IGBT est un produit semi-conducteur modulaire emballé par IGBT (puce à transistor bipolaire à porte isolée) et FWD (puce à diode à roue libre) via un pont de points spécifique.
2, l'utilisation de l'IGBT
L’IGBT est l’appareil central de conversion et de transmission de l’énergie. Il est communément appelé le «CPU» des appareils électroniques de puissance. Il s’applique aux systèmes de conversion avec des tensions continues de 600 V et plus, comme le transport ferroviaire, les réseaux intelligents, l’aérospatiale, les véhicules électriques et les nouveaux équipements énergétiques.
Le module IGBT intégré est directement appliqué aux onduleurs, aux alimentations sans interruption UPS et à d’autres équipements.
3, les caractéristiques des modules IGBT
Le module IGBT offre une économie d'énergie, une installation et un entretien pratiques et une dissipation thermique stable.
La plupart des produits actuellement sur le marché sont de tels produits modulaires, et les IGBT sont également appelés modules IGBT.
4. Résumez la fonction et la fonction de l’IGBT dans le langage le plus simple.
Contrôler la conversion et la transmission de l'énergie
5. Pourquoi les véhicules électriques ont-ils besoin d'IGBT?
La fonction de l'IGBT est la conversion du courant alternatif et du courant continu. L'IGBT assume également la fonction de la conversion haute et basse tension.
Lorsque l'extérieur est chargé, il s'agit d'un courant alternatif, qui doit être converti en courant continu pour la batterie via l'IGBT, tout en convertissant la tension de 220 V en une tension appropriée.
Lorsque la batterie est déchargée, le courant continu qui transite par l’IGBT est converti en courant alternatif utilisé par le moteur à courant alternatif, tout en contrôlant la conversion de fréquence du courant alternatif. La transformation de la tension est bien entendu indispensable.
L'IGBT est un dispositif semi-conducteur de puissance, qui peut être considéré comme l'une des technologies fondamentales des véhicules électriques, car sa qualité influe directement sur la vitesse de libération des véhicules électriques.
6, le principe de fonctionnement de l'IGBT
Prenez le compresseur de climatiseur comme exemple: la tension spécifiée au niveau national de 220V, la fréquence de 50Hz, les six points d’origine à travers le filtre redresseur pour obtenir environ 310V CC, après cette alimentation CC, vous pouvez obtenir l’alimentation à fréquence variable permettant de contrôler le fonctionnement du compresseur. Il peut convertir la fréquence du réseau de 50 Hz à 30-130 Hz et utiliser la fréquence du courant pour contrôler le contrôle en douceur de la vitesse du compresseur afin de réaliser un changement de vitesse continu et en continu, ce qui signifie que le compresseur est toujours dans les meilleures conditions de fonctionnement.
Dans un véhicule électrique, le moteur peut être considéré comme un compresseur. Les deux principes sont presque identiques.
7, l'importance de l'IGBT dans les systèmes de transport modernes
30% du coût en matières premières de la pile de chargement CC est un IGBT
Les locomotives électriques nécessitent généralement 500 modules IGBT
EMU nécessite plus de 100 modules IGBT
Un métro nécessite 50 à 80 modules IGBT
8, l'importance du coût IGBT
L’IGBT représente environ la moitié du coût du système d’entraînement motorisé et celui-ci représente 15 à 20% du coût total du véhicule, ce qui signifie que l’IGBT représente 7 à 10% du coût total du véhicule, ce qui représente la deuxième composante de coût la plus élevée sauf la batterie. Il détermine également l'efficacité énergétique du véhicule.
En 2016, le volume des ventes de véhicules électriques dans le monde s'élevait à environ 2 millions d'unités, soit une consommation d'environ 900 millions de dollars US de tubes IGBT, soit une moyenne de 450 dollars US par véhicule. C'est la partie la plus chère des véhicules électriques à l'exception des batteries.
9. Toyota est le seul constructeur automobile au monde à pouvoir produire ses propres IGBT.
C’est précisément parce que l’IGBT est trop important que Toyota a décidé que le tube hybride devrait être totalement contrôlé lors du développement du véhicule hybride. Toyota est également le seul constructeur automobile à pouvoir produire son propre tube IGBT (produit par lui-même, au lieu d’acheter des plaquettes et des emballages d’autres personnes). ), la Prius a acquis une forte vitalité et est actuellement le seul véhicule hybride puissant au monde.
10. Le marché japonais des trains à grande vitesse IGBT a été essentiellement monopolisé par le japonais Mitsubishi
L’IGBT de Mitsubishi Electric est devenu le standard par défaut de l’industrie, tandis que Mitsubishi monopolise totalement la locomotive chinoise à grande vitesse, tandis qu’Alstom, Siemens et Bombardier en Europe utilisent également les IGBT de Mitsubishi Electric.
11. Infineon a pris en charge les IGBT de presque tous les véhicules électriques.
Outre les constructeurs japonais, Infineon a balayé tous les IGBT des véhicules électriques et Mitsubishi Electric est enivré par les profits élevés du train à grande vitesse en Chine, qui n’a presque rien sur le marché en dessous de 2500V.
12. Coût des IGBT utilisés par Tesla
Le modèle X de Tesla utilise 132 tubes IGBT fournis par Infineon, dont 96 pour le moteur arrière et 36 pour le moteur avant.Chaque tube coûte environ 4 à 5 dollars, pour un total d'environ 650 dollars.
Si vous passez à un module, on estime que 12 à 16 modules sont nécessaires, pour un coût d'environ 1 200 à 1 600 USD.
La raison pour laquelle Tesla utilise un seul tube tient principalement à son coût, en particulier si sa puissance est beaucoup plus grande que celle d’un véhicule électrique classique. De plus, le cycle de développement de la conception est court et une conception à un seul tube doit être adoptée.
13. Statut des IGBT fabriqués en Chine
La génération IGBT a été développée en 7,5 générations et la 7ème génération a été lancée par Mitsubishi Electric en 2012. Le niveau actuel de Mitsubishi Electric peut être considéré comme une génération 7,5. Parallèlement, la technologie SiC de prochaine génération de la technologie IGBT a été largement popularisée au Japon, qu’il s’agisse d’une grande usine comme Mitsubishi. Les petites usines telles que Fuji et Rohm ont la capacité de fabriquer facilement des composants de SiC La Chine en est actuellement à la troisième génération, avec un écart de plus de 20 ans.
Depuis la sixième génération, le potentiel de l'IGBT lui-même a été presque exploité et chacun a mis son énergie au profit de l'ensemble IGBT, qui consiste en une dissipation de chaleur.
Les exigences en matière d'efficacité de dissipation de la chaleur des IGBT de l'automobile sont beaucoup plus élevées que celles des qualités industrielles et les fortes conditions de vibration sont également prises en compte. Les IGBT de qualité automobile sont bien au-dessus de la qualité industrielle.
Les matériaux sont la clé de la dissipation thermique, et la science des matériaux est une manifestation de la science fondamentale d’un pays, ce qui est très ardu pour la Chine, et le Japon est très en avance, non seulement en Allemagne, mais également aux États-Unis.
14, IGBT domestique commence également
En octobre 2015, Shenzhen BYD Microelectronics Co., Ltd. et Shanghai Advanced Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. ont signé un accord de coopération stratégique visant à établir une alliance industrielle stratégique visant à construire conjointement une chaîne industrielle nationale IGBT.
À l’heure actuelle, BYD a intégré la chaîne industrielle IGBT, notamment la conception de puces, la fabrication de plaquettes, les tests et l’emballage.
En décembre 2015, Beiqi New Energy Co., Ltd., filiale du groupe BAIC, et China Electric, filiale du CRRC, ont signé un accord de coopération stratégique à Zhuzhou en vue de lancer une coopération dans le domaine des véhicules à énergies nouvelles.
[résumé]
Le train à grande vitesse chinois jouit d'une bonne réputation dans le monde entier et nous en sommes fiers.
Les véhicules électriques chinois sont également le plus grand marché du monde et sont en hausse;
Cependant, la recherche de la technologie de base fait toujours défaut, ce n'est pas que nous ne pouvons pas la développer, mais cela prend du temps et une accumulation.
Cette situation est identique à celle du gros avion C919.Nous faisons notre propre conception et planification, mais cela ne nous empêche pas d’acheter des composants dans le monde entier, y compris des moteurs;
Mais tant que vous prenez du temps, je pense qu'avec l'intelligence et la sagesse des Chinois, la maîtrise de ces technologies est imminente.
