如今,碳化硅逆变器已经成为新能源汽车领域的新热点。碳化硅的采用,将在功耗、成本、系统体积等方面为电驱逆变器带来全面的优化。例如,博格华纳碳化硅逆变器,便拥有更快速的响应,更高的耐压值以及更高的安全性,可帮助电驱动系统效率的提升,减少整体损耗,维护系统安全运行。
基于“3060”的双碳目标,博格华纳预计于2035年全面践行碳中和,目前正在研发洁净高效的未来车行技术,尤其适用于混合动力汽车和电动汽车。不仅仅是博格华纳碳化硅逆变器,博格华纳现有苏州一期工厂主要生产电机控制器、ecu和vcu等电控类产品。在新能源领域,目前已经有5条电机控制器总装线,单月产能近7万台,2022年将新增2条生产线和测试线,产能将进一步大幅提升。
viper功率模块
功率模块作为电机控制器中最重要的部件,也是决定电机控制器功率性能的关键部件。
博格华纳viper功率模块将一个单独的igbt和二极管实现封装(1 in 1),采用真空回流焊连接技术,最大特点为无绑定线设计的应用。相较于绑定线产品,可有效降低机械疲劳和热应力下的失效风险,大幅提升功率模块产品的可靠性。
viper另外的亮点是采用对称的dbc板连接igbt芯片,实现了双面水冷的散热技术。大幅提升了igbt的散热能力,更好的释放了igbt的通过电流性能。
在控制器的应用上,6个viper模块为一组集成,采用类似“三明治”结构的组装形式,viper放置于两块散热基板中间,基板可根据产品性能需求选择铜基板或者铝基板,通过中间冷却水循环实现冷却散热。结合viper双面水冷的散热设计,更好的释放viper的耐电流能力。
第四代viper模块将采用碳化硅mosfet代替硅基的igbt芯片。相比硅基igbt,碳化硅mosfet在同等电流条件下损耗明显降低。此外,结合800v的高压技术,采用第四代viper的电机控制器功率密度将提升25%,体积减小30%,质量减轻40%。
生产布局方面,苏州二期工厂投产后,可承担viper的封测生产任务,主要满足国内客户需求。初步将投产第二代viper模块,该模块基于硅基igbt芯片。
第四代viper功率模块将继续沿用第二代viper无绑定线、双面水冷的封装设计理念,产品大小规格大体上将保持不变。将采用柔性生产方式,与第二代viper实现共线生产,根据客户的需求灵活调整生产任务。
电机控制器总成
一、单电机控制器总成
博格华纳2015年已经量产cidd,将电机逆变器与dcdc(高压转低压)实现共壳体集成,可用于纯电动或者混动电机控制,目前已经批量供应沃尔沃新能源车型,为沃尔沃的主要供应商。参数方面,支持400v平台电压,逆变器峰值功率90-150kw,dcdc连续功率2kw。
二、双电机控制器总成
为应对日趋严苛的油耗法规限制,整车企业纷纷开发p1/p3架构思路的双电机混动系统,如比亚迪dmi,长城柠檬dht,吉利雷神(参数丨图片)动力,奇瑞鲲鹏动力,广汽gmc混动系统等。
博格华纳目前已量产的双电机控制器产品,支持平台电压210-470v,驱动电机功率120kw,发电机功率80kw,dcdc连续功率2.5kw,目前已与长城、广汽,和其它客户实现合作。
为进一步提升系统效率,更好的满足2025年油耗法规要求,预计在2023年博格华纳将量产具备升压功能的双电机控制器,平台电压支持700v,驱动电机功率85kw,发电机功率50kw,升压模块峰值功率70kw,可实现200v至700v的升压功能,dcdc连续功率2.5kw。
三、800v电机控制器
博格华纳800v电机控制器目前已经获得北美、德国和国内整车企业客户订单,预计将在2024年实现量产。该控制器将采用第四代基于碳化硅技术的viper,“这也是我们800v电机控制器产品领先的原因。”博格华纳动力驱动系统副总裁兼亚太区总经理李晓球博士说到。
参数方面800v电机控制器可满足200kw-250kw单电机的功率响应需求。并且可根据客户的需求,集成升压boost和降压dcdc,实现灵活组合。
2021年以来随着新能源终端销量的爆发,整车企业对零部件企业提出了新的要求,一是产品的生产供应,二是产品的快速迭代。
“今年最重要的任务就是提产能”,李晓球博士说到,“可以说是一种快乐的烦恼”。博格华纳苏州工厂需承担600多种型号产品的生产任务。对于控制器而言,不仅是硬件生产任务的要求,软件烧录也提出了新的要求。硬件方面,博格华纳苏州工厂采用柔性生产方式,系统自动分配不同型号的生产任务,换线频率每天达到61次。软件方面,按照芯片级算法烧录、电路板级算法烧录,最后按照不同客户的成品算法烧录的步骤,在保证客户产品质量的同时,通过减轻各工艺环节复杂度,提升生产效率。
“我们会针对芯片采取新的采购模式来确保供应”,当谈及怎么应对缺芯问题时,李晓球博士回答道。
“另外今年也受到了限电的影响,能快速恢复生产一方面是得益于园区政府的大力支持,另一方面也是我们一直以来努力建设绿色工厂的结果”,博格华纳驱动系统(苏州)有限公司董事总经理黄莉霞总补充道,“博格华纳苏州工厂是第一批荣获“江苏省绿色工厂”称号的企业,同时也将在2035年实现碳中和的目标“。
产品迭代方面,行业人才是关键。“现在苏州已经有100多名产品工程师,二期工厂建设之后将建设新的研发大楼,同时测试设备的进入也能更方面产品开发测试,节省外部测试的时间”,面对整车客户开发周期加速的问题时,李晓球博士提到“除了人才的引进,在研发体系上还将持续升级,加强平台化、体系化的研发能力,同时协同全球的资源,不仅满足客户的需求,也为工程师实现工作上的“减负”“。
苏州二期工厂的投产,尤其是viper的国内引入,意味着博格华纳本土化进程的加快,同时也完成了与原德尔福业务的深度整合。同时从侧面也印证了未来整车电动化、混动化的市场的快速发展。
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