电动车呼声劲扬,车用半导体器件可靠性成关键

2010-11-15 10:06:47来源: EETChina

    新能源汽车的研发在世界各国如火如荼地进行,技术上则五花八门,诸如生物燃料、醇燃料、混合动力、氢动力、纯电力等等。中国选择全力切入电动车产业,以图实现“弯道超车”,拉近与欧美日韩在传统汽车工业之间的差距。日前,EVS25(世界电动车大会)再次在中国举办,诸多与电动车相关的报道见诸报端,也使民间对电动车市场的热情骤然升温。EVS25吸引了众多的国内外整车厂、关键系统与零部件供应商,甚至包括英飞凌、富士电机和赛米控等专注于电动车电源方案半导体供应商。

    电动车驱动模式的改变,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,HEVPHEV等混合动力方式则可作为补充技术。

    在EVS25上,英飞凌的汽车电驱动部门OPM总监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。

    电动车呼声劲扬,车用半导体器件可靠性成关键(电子工程专辑)
    图:PHEV的小型汽油引擎作为电池耗尽时的增程器。(图片来源:英飞凌)

    电动车呼声劲扬,车用半导体器件可靠性成关键(电子工程专辑)
    图:纯电动车的动力架构。(图片来源:英飞凌)

零失效率车用芯片是如何练成的?

    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,当前的对手有三菱电机和富士电机等。

    当前,英飞凌针对电动汽车推出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,从单独器件角度看这是1ppm,ECU上布了众多元器件则使其失效率达到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。

电动车呼声劲扬,车用半导体器件可靠性成关键(电子工程专辑)
    图:车用半导体器件1ppm的失效率是否已经足够?

    他进而解释说,如果不良半导体产品进入零部件供应商或整车厂的安全或动力系统,导致的失效问题所带来的损失将会是数倍、甚至指数级的增长,因此与其冒险花费上千万欧元召回处理事故车辆,不如在器件设计和晶圆厂的源头就开始严格执行失效分析。

    对车用半导体的制造,英飞凌在对晶圆探测的时候就坚持多做探针测试等扫描,以剔除坏区,为了达到0ppm的产品目标,在坏区周边区间甚至也不会被拿来生产这些性命攸关的车用级器件;而对于IGBT,在生产车间实现全自动以避免人手触摸引入静电也是必须的。对于每一片车用器件,该公司设定的追踪码可跟踪相应批次的其他芯片,所以能在客户端发现故障初始就能够追踪到同批次其他器件的去处,以尽量避免更多安全事故的发生。

    为了说明汽车级功率器件的重要性,下表是汽车级和工业级功率器件所要求的参数供参考,其中CAV是指工程车类应用。

电动车呼声劲扬,车用半导体器件可靠性成关键(电子工程专辑)
    表:汽车级和工业级功率模块之间的主要区别。

关键字:IGBT  MOSFET  电动车  HEV  PHEV

编辑:冀凯 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2010/1115/article_2821.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
IGBT
MOSFET
电动车
HEV
PHEV

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved