专访丨纬湃郁昌松:“有可能趋势来得更快”

原创 文/王小西 时间:2022-03-10 21:46

“它(800V)是整个系统的一种整合,要找到一个最优点。”

800V碳化硅是下一阶段的发力点,目前已经成为业内对第三代半导体发展趋势的共识。对于纬湃科技来说,如何利用这个趋势的机会是重点所在,同时,也是我的疑问所在。

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本来是一场面对面的采访,采访对象是纬湃科技亚洲区新能源科技事业部总经理郁昌松先生,因为疫情,这次改成了线上。而且,时间限定45分钟,所以21个问题最终还是有几个没能问完。

遗憾呐,只有期待下一场更深入的探讨,来真正解决我心中的疑问。

800V的魅力

先说最初的问题,采用800V平台有什么优势呢?

郁昌松表示,800V平台不仅在中国,在全球市场,各大主机厂都在纷纷布局,“它的驱动力,一方面是技术的驱动力,另一方面就是以客户为导向的驱动力。”

800V最大的优势就是,可以满足终端消费者需求,解决电动车的底层焦虑,充电快,动力强。“这是我们新能源车特别是纯电车在市场推广上,终端消费者最大的一个顾虑。”

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而从车企的角度,800V平台可以降低整体的、系统成本。比如,有更高的充电效率,就可以在相同功率下做到续航里程更长,或者相同里程电池可以做的更小。此外,从社会利益角度来看,可以更加高效地提高国家电网的电能利用率。

具体而言,郁昌松认为,“现在来看,就是功率器件这一块儿成本是上升的,最终成本是多少还要看整个系统成本。”不过,郁昌松表示,系统成本能降多少很难给出准确的答案,“因为它(800V)是整个系统的一种整合,要找到一个最优点。”

之前电动车高压系统普遍采用的是400V电压平台,这是受限于Si-IGBT功率器件的耐压能力。而现在采用800V,相比400V平台就有很多需要改变的地方。

根据电功率的公式,P=IU,要让充电功率提升,要么提升电压,要么提升电流。在功率相同的情况下,电压越高通过汽车线路的电流越小,再由公式Q=I²Rt可知,产生的功率损耗也越小。因此要想使整个系统效率更高,可增加电池组电压或降低电流,进而降低损耗。

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当然,800V显而易见的是电压更高,所以需要的电流可能会更小。这也意味着,要满足相同的安全等级,绝缘要求会更高。然后,要满足相同的功率,对冷却效率的要求会更高。所以,“800V相比400V,对整个电控系统和电气系统的要求是不一样的。”

还有个重点,虽然原来的400V系统可以用,但需要通过不同的升压来用。如果所有的电气结构都采用800V配置,原有的400V部件就需要重新设计,重新去做验证,以及技术上面的一些攻关。比如说绝缘和冷却系统等,甚至EMC电磁干扰等多方面因素的电机部件都需要做重新验证。

而纬湃科技的800V应用,在于即将大规模系列生产的EMR4电机系统,主力功率段是230kW,定子采用六层扁线的结构。EMR4比EMR3有更大的可扩展性,更多可能的子组件组合。EMR4电控模块是和罗姆合作的碳化硅MOSFET,模块也是罗姆的。控制器芯片用的是英飞凌。

纬湃科技新能源科技事业部执行副总裁 Thomas Stierle曾表示,对罗姆提供的产品非常有信心,“为了使功率电子及电动机的运行效率达到最优化,我们将首选合作伙罗姆提供的SiC功率器件。”

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此外,EMR4电机的互连设计将更加标准化。互连的可扩展性也将提高,特别是在低功耗应用中,组装空间将会进一步减少。与EMR3设计相比,通过改变互连设计,800V电机的线圈数量增加了一倍。

郁昌松则表示,EMR4可以兼容400V~800V,而且电机也可以兼容油冷和水冷。因为市场客户端的要求是不一样的,有的要解决产品的成本问题,有的是要解决充电的问题等等,所以,“其实现在市场还是比较动态的,要基于不同的市场的客户需求来做相应的调整和适配。”

趋势来得更快

我们知道,2020年6月,纬湃科技宣布跟罗姆合作开发800V和400V的SiC逆变器解决方案,并计划于2025 年开始生产第一台SiC逆变器。对于罗姆来说,这个合作也非常重要。

而根据罗姆集团去年发布的财报,其营收超过211亿人民币,利润增长超过30%。同时,罗姆还宣布了一项中期管理计划,提出了“双30%”大目标:一是截至2026年3月实现销售额276亿人民币,业绩增长30%的目标;二是碳化硅的全球市占率要达到30%的目标。

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在实现30%市占率目标下,罗姆将把碳化硅产能扩大5倍,同时依靠特斯拉、纬湃科技、北汽、意法半导体等众多订单,意图大幅提升其碳化硅目前的20%市占率。而除了此前的第三代沟槽栅SiC MOSFET,2020年完成开发的1200V的第4代SiC MOSFET,无疑是罗姆实现这一目标的“杀手锏”。

罗姆的第4代SiC MOSFET,通过大幅降低栅漏电容(Cgd),成功使开关损耗比以往产品降低约50%。与使用IGBT时相比,可减少汽车综合电耗6%,而在逆变器的高扭矩和低转速范围,这款产品还可进一步降低电耗。

从技术原理上来说,在相同的冷却能力下,SiC-MOSFET能够实现更快、更频繁地开关。较高的开关频率可以提高电机的效率。开关频率越高,谐波电流越小。因此,增加开关频率可以降低逆变器提供的谐波输入功率。这也是碳化硅得以胜出的根本所在。

那么,纬湃科技的800V碳化硅应用在国内有没有供应链的准备呢?

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郁昌松表示,对于中国市场,“我们也在积极对于国内的供应链进行一些调研。特别是国内的供应链,我们现在也看到,这几年行业发展非常快速,我们也是积极在做一些讨论。”也就是,目前还处在调研阶段,纬湃科技国内的碳化硅供应链还没起来。

不过,根据目前行业现状,碳化硅的应用要比原先预计快得多。比如,就在1月10日,纬湃科技宣布,他们的800V SiC逆变器获得了北美某汽车制造商的大订单,订单价值超过72亿元人民币。

郁昌松表示,“我们之前预计到2025年碳化硅才能大批量生产,但现在整个行业都也在推动碳化硅的发展,我们现在来看的话,时间点会比2025年来得更快。”

原因在于,“大家都在投入,整个行业链、供应链也都在做相应的准备。整个半导体的价格,也是跟前几年不一样。所以这一块,可能最终还是基于客户端。或者,主机厂怎么样能够找到一个最佳的盈利点。”

总体来看,基于客户端的系统集成以及Tier1做好准备,碳化硅应用才可能大批量上市。对于未来碳化硅市场,纬湃科技和郁昌松坚持认为,能占据15%左右市场份额,而且,“有可能趋势来的会更快。”

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