1, определение IGBT
Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT)
Модуль IGBT является модульным полупроводниковым продуктом, который упакован с помощью IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором) и FWD (диодный чип с возможностью свободного хода) через специальный точечный мост.
2, использование IGBT
IGBT является основным устройством преобразования и передачи энергии и широко известен как «ЦП» силовых электронных устройств. Он применяется к преобразовательным системам с напряжением постоянного тока 600 В и выше, таким как железнодорожный транзит, интеллектуальная сеть, аэрокосмическая техника, электромобили и новое энергетическое оборудование.
Пакетный модуль IGBT применяется непосредственно к инверторам, источникам бесперебойного питания ИБП и другому оборудованию.
3, характеристики модулей IGBT
Модуль IGBT отличается энергосбережением, удобной установкой и обслуживанием, а также стабильным отводом тепла.
Большинство продуктов, представленных в настоящее время на рынке, представляют собой такие модульные продукты, и так называемые IGBT также называются IGBT-модулями.
4. Суммируйте функции и функции IGBT на простейшем языке.
Контроль преобразования и передачи энергии
5. Зачем электромобилям нужны IGBT?
Функцией IGBT является преобразование переменного тока и постоянного тока, и IGBT также выполняет функцию преобразования высокого и низкого напряжения.
Когда внешняя сторона заряжается, это переменный ток, который необходимо преобразовать в постоянный ток для батареи через IGBT. В то же время напряжение 220 В необходимо преобразовать в соответствующее напряжение для зарядки аккумуляторной батареи.
Когда батарея разряжается, мощность постоянного тока, которая проходит через IGBT, преобразуется в мощность переменного тока, используемую двигателем переменного тока, и в то же время выполняется управление преобразованием частоты для мощности переменного тока. Конечно, преобразование напряжения является обязательным.
IGBT - это силовое полупроводниковое устройство, которое можно назвать одной из основных технологий электромобилей. Качество IGBT напрямую влияет на скорость высвобождения электромобилей.
6, принцип работы IGBT
В качестве примера возьмем компрессор кондиционера: определенное внутри страны напряжение 220 В, частоту 50 Гц, домашние шесть точек через фильтр выпрямителя, чтобы получить около 310 В постоянного тока, после этого питания постоянного тока вы можете получить источник переменного тока для управления работой компрессора, это Он может преобразовывать частоту сети 50 Гц в 30-130 Гц и использовать частоту питания для управления плавным регулированием скорости компрессора для достижения автоматического бесступенчатого изменения скорости, при котором компрессор всегда находится в наилучшем рабочем состоянии.
В электромобиле двигатель можно рассматривать как компрессор. Два принципа практически идентичны.
7, важность IGBT в современных транспортных системах
30% стоимости сырья для стопки зарядки постоянного тока составляет IGBT
Электровозы обычно требуют 500 IGBT модулей
EMU требуется более 100 IGBT-модулей
Для одного метро требуется 50-80 модулей IGBT
8, важность стоимости IGBT
На IGBT приходится около половины стоимости системы моторного привода, а на систему моторного привода приходится 15-20% от общей стоимости автомобиля, что означает, что IGBT составляет 7-10% от общей стоимости автомобиля, что является вторым по величине компонентом стоимости, за исключением батареи. Это также определяет энергоэффективность автомобиля.
В 2016 году мировой объем продаж электромобилей составил около 2 миллионов единиц, что потребило около 900 миллионов долларов США труб IGBT, что в среднем составляет около 450 долларов США за транспортное средство. Это самая дорогая часть электромобилей, кроме аккумуляторов.
9. Toyota является единственным производителем автомобилей в мире, который может производить свои собственные IGBT.
Именно потому, что IGBT слишком важен, Toyota определила, что труба IGBT должна полностью контролироваться при разработке гибридного автомобиля.Тойота также является единственным производителем автомобилей, который может производить свою собственную трубу IGBT (собственного производства, вместо того, чтобы покупать вафли других людей, а затем упаковывать). ), Prius приобрел сильную жизнеспособность и в настоящее время является единственным сильным гибридным транспортным средством в мире.
10. Рынок высокоскоростных железнодорожных IGBT в Китае был в основном монополизирован японской компанией Mitsubishi.
IGBT Mitsubishi Electric стал стандартным стандартом в отрасли: китайский высокоскоростной локомотив IGBT полностью монополизирован Mitsubishi. В то же время Alstom, Siemens и Bombardier в Европе также используют IGBT Mitsubishi Electric.
11. Infineon приобрела IGBT почти всех электромобилей.
Помимо японских производителей, Infineon охватила все IGBT электромобилей, а Mitsubishi Electric опьянен высокой прибылью китайских высокоскоростных железных дорог, а на рынке ниже 2500 В почти ничего не имеет.
12. Стоимость IGBT, используемых Tesla
Модель Tesla X использует 132 IGBT трубки, поставляемые Infineon, с 96 для заднего двигателя и 36 для переднего двигателя. Каждая отдельная трубка стоит около 4-5 долларов, в общей сложности около 650 долларов.
Если вы переключитесь на модуль, то, по оценкам, потребуется 12-16 модулей, которые стоят около 1200-1600 долларов.
Причиной, по которой Tesla использует одну трубу, является, главным образом, стоимость, особенно ее мощность намного больше, чем у обычного электромобиля.Кроме того, цикл разработки конструкции короткий, и необходимо принять конструкцию одной трубы.
13. Состояние IGBT, изготовленных в Китае
IGBT был разработан для 7,5 поколений. 7-е поколение было запущено Mitsubishi Electric в 2012 году. Текущий уровень Mitsubishi Electric можно рассматривать как 7,5 поколений. В то же время технология SiC IGBT следующего поколения получила широкую популярность в Японии, независимо от того, является ли это большой завод, такой как Mitsubishi. Небольшие фабрики, такие как Fuji и Rohm, имеют возможность легко производить компоненты SiC.Китай в настоящее время находится на уровне третьего поколения с разрывом в более чем 20 лет.
Начиная с шестого поколения, потенциал самого IGBT был практически раскрыт, и каждый переместил свою энергию на пакет IGBT, который является тепловыделением.
Требования к эффективности рассеивания тепла автомобильными IGBT намного выше, чем у промышленных марок, и также учитываются сильные условия вибрации. Автомобильные IGBT намного выше промышленных.
Ключ к рассеиванию тепла - это материалы, а материаловедение - это проявление фундаментальной науки страны, в этом отношении Китай очень отстал, а Япония далеко впереди не только в Германии, но и в Соединенных Штатах.
14, внутренний IGBT также начинается
В октябре 2015 года Shenzhen BYD Microelectronics Co., Ltd. и Shanghai Advanced Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. подписали соглашение о стратегическом сотрудничестве для создания стратегического промышленного альянса для совместного создания внутренней промышленной цепочки IGBT.
В настоящее время BYD интегрировала отраслевую цепочку IGBT, включая разработку чипов, изготовление пластин, тестирование и упаковку.
В декабре 2015 года Beiqi New Energy Co., Ltd., дочерняя компания BAIC Group, и China Electric, дочерняя компания CRRC, подписали соглашение о стратегическом сотрудничестве в Чжучжоу, чтобы начать сотрудничество в области новых энергетических транспортных средств.
[Аннотация]
Высокоскоростная железная дорога Китая имеет хорошую репутацию во всем мире, и мы гордимся этим;
Китайские электромобили также являются крупнейшим рынком в мире и находятся на подъеме;
Тем не менее, стремление к основным технологиям все еще отсутствует. Дело не в том, что мы не можем его развивать, но это требует времени и накопления.
Эта ситуация такая же, как у большого самолета C919. Мы сами занимаемся общим проектированием и планированием, но это не мешает нам приобретать компоненты во всем мире, включая двигатели;
Но пока вы уделяете время, я верю, что с умом и мудростью китайцев освоение этих технологий не за горами.
