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編者按：

受?chē)?guó)家政策和市場(chǎng)的影響，目前新能源汽車(chē)已經(jīng)越來(lái)越普及，與其配套的充電樁等基礎(chǔ)設(shè)備也正逐步建設(shè)完善。相對(duì)而言，電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電壓越高，電流輸出越快，而當(dāng)前新能源汽車(chē)電池充電時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題長(zhǎng)期為市場(chǎng)詬病，消費(fèi)者對(duì)其充電速度已產(chǎn)生一定的焦慮。為了更好地適應(yīng)新能源汽車(chē)快充需求，提高電池里程續(xù)航效率，800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，一經(jīng)上市，便受到了行業(yè)的廣泛關(guān)注。

半導(dǎo)體器件應(yīng)用網(wǎng)本期《對(duì)話》欄目將針對(duì)800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主題展開(kāi)技術(shù)、應(yīng)用以及市場(chǎng)等方面的進(jìn)一步了解，同時(shí)邀請(qǐng)到新能源汽車(chē)高壓快充行業(yè)的成熟企業(yè)的資深人士一同探討，共同揭開(kāi)新能源汽車(chē)高壓快充的應(yīng)用情況。

本期《對(duì)話》問(wèn)題導(dǎo)覽：

1.據(jù)您了解，目前800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)面臨哪些挑戰(zhàn)？是否有相應(yīng)的解決措施？

2.800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在電機(jī)和電控方面的設(shè)計(jì)方向是什么？目前需要解決哪些方面的問(wèn)題？

3.您如何看待800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電磁兼容問(wèn)題？為什么？

4.采用800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)汽車(chē)的逆變器技術(shù)帶來(lái)哪些挑戰(zhàn)？貴公司有何解決方案？

5.在800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用中，貴公司對(duì)上游廠商有什么訴求？

6.隨著800V電壓的提高，作為上游廠商，您對(duì)功率器件的兼容性、可靠性的要求以及絕緣材料、元器件(如電容、線纜)的性能提升問(wèn)題怎么看？貴公司有什么建議或解決措施？

7.談?wù)?00V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用的市場(chǎng)趨勢(shì)。

本期《對(duì)話》受訪嘉賓

1.據(jù)您了解，目前800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)面臨哪些挑戰(zhàn)?是否有相應(yīng)的解決措施？

比亞迪汽車(chē)趙志盟：新能源汽車(chē)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由原來(lái)的300V、600V提升到現(xiàn)在的800V，首先功率器件的電壓平臺(tái)要同步往上提，然后高壓線、電機(jī)的設(shè)計(jì)等相應(yīng)的配套設(shè)施都要進(jìn)行優(yōu)化。目前從電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的功率器件來(lái)說(shuō)，企業(yè)基本上還在使用1200V的模塊，可能后面會(huì)選擇電壓更高的功率模塊。然后電纜方面，很多企業(yè)只是加強(qiáng)它的絕緣特性，并沒(méi)有做一些特殊的設(shè)計(jì)。

大地和李虎：目前整個(gè)新能源汽車(chē)行業(yè)，確實(shí)有很多主機(jī)廠家在往800V方向去做。因?yàn)楝F(xiàn)有的這套系統(tǒng)，很多零部件可能是基于380V或者500V開(kāi)發(fā)的，但是它提到800V高壓之后，會(huì)帶來(lái)很多的問(wèn)題。整個(gè)車(chē)電氣系統(tǒng)的絕緣，相應(yīng)的配套零部件以及整個(gè)工藝體系，可能都會(huì)面臨著升級(jí)。電控方面，主要還是模塊在高壓之后帶來(lái)的EMC影響，同時(shí)電力轉(zhuǎn)速提升之后，電機(jī)可能對(duì)軸承造成損害，整個(gè)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)就會(huì)有些問(wèn)題。

華為寧秋平：當(dāng)然有挑戰(zhàn)。800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)電芯的生產(chǎn)工藝要求很高的，同時(shí)涉及電池一致性的問(wèn)題。因?yàn)?00V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方案涉及電池的串聯(lián)數(shù)量比較多，存在一個(gè)電池與另外一個(gè)電池的差異性。差異性越大，對(duì)后臺(tái)電池使用壽命的影響也就越大。

關(guān)于相關(guān)的解決措施，我覺(jué)得主要從電池的生產(chǎn)工藝上進(jìn)行管控。其次，當(dāng)電池的差異性較大時(shí)，800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需要有一個(gè)主動(dòng)的均衡功能進(jìn)去，使得新能源汽車(chē)的管理系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控，達(dá)到一個(gè)均衡的狀態(tài)。

智新科技崔舜宇：主要是絕緣性的問(wèn)題，包括電機(jī)的電磁線可能對(duì)于高壓電機(jī)來(lái)講，也是最主要和關(guān)注的點(diǎn)。但這里可以選擇一些耐電壓較高的電磁線或者增加絕緣子的厚度，以提高它的絕緣性能。

上海電驅(qū)動(dòng)趙國(guó)舉：因?yàn)?00V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)功率等級(jí)在升高，功率器件上大家比較傾向于做碳化硅模塊，而模塊方面可能有些技術(shù)或者新的平臺(tái)都還是在探索。我覺(jué)得這些挑戰(zhàn)應(yīng)該會(huì)比較大，但是單從800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)上來(lái)講，應(yīng)該還沒(méi)有太大的問(wèn)題。

目前碳化硅模塊焊接和封裝技術(shù)比較傾向于國(guó)產(chǎn)化，但國(guó)產(chǎn)化的技術(shù)成熟度沒(méi)有國(guó)外的那么好。應(yīng)該來(lái)講，這方面不光是電控需要提升，而且整個(gè)模塊的供應(yīng)商都應(yīng)該要做一個(gè)提升。

PI Peter Vaughan：這是個(gè)非常好的問(wèn)題。從根本上說(shuō)，高壓系統(tǒng)電壓從400V轉(zhuǎn)變?yōu)?00V需要改變每一個(gè)連接部件——從電池組BMS、連接器、保險(xiǎn)絲和接觸器到驅(qū)動(dòng)逆變器功率半導(dǎo)體Si IGBT或SiC MOSFET。也許不那么明顯的是，高壓子系統(tǒng)的工作電壓范圍增大了，而不僅僅按比例增加了。以驅(qū)動(dòng)逆變器的應(yīng)急電源(EPS)為例。這個(gè)輸出功率10W到30W的變換器在高壓系統(tǒng)電壓下工作，與輸出電壓12V的變換器一起，為驅(qū)動(dòng)電子器件提供了一個(gè)冗余的供電電源。在失去任何一個(gè)電源的情況下，都能保持對(duì)逆變器的控制。這樣有利于車(chē)輛安全減速，限制可能導(dǎo)致EOS的直流電壓過(guò)沖，并確保直流母線電容放電到安全水平。

對(duì)于400V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其應(yīng)急電源的電壓通常規(guī)定在30V至500V之間，而對(duì)于800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，最大電壓增加到約1000V。然而，較低的電壓仍然保持在30V，以確保直流母線可以放電到這個(gè)水平，需要提供加強(qiáng)絕緣(以便將12V和高壓系統(tǒng)進(jìn)行電氣隔離)，用于隔離反饋的光耦因其高FIT失效率(100+)而不被接受。因?yàn)?00V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的解決方案是分立型的，這會(huì)顯著增加元件數(shù)。初級(jí)側(cè)調(diào)整(以避免光耦)在過(guò)去是有效的，但因存在輸出電壓變化，需要使用后級(jí)穩(wěn)壓電路，進(jìn)而增加更多元件。

現(xiàn)在有一個(gè)更優(yōu)良的解決方案，基于InnoSwitch™3-AQ IC實(shí)現(xiàn)。IC本身可以橋接隔離帶，并且內(nèi)部FluxLink™反饋提供從低壓側(cè)到高壓側(cè)的通信。這樣可實(shí)現(xiàn)近乎完美的輸出調(diào)整率；該IC可以從30V進(jìn)行工作，無(wú)需額外的外部電路，并且可以在高達(dá)1200VDC輸入的方案中工作。

斯達(dá)半導(dǎo)戴志展：采用電池作為儲(chǔ)能與電能轉(zhuǎn)換的電力電子系統(tǒng)面臨的主要問(wèn)題和解決方案是基本一樣的。也就是如何能達(dá)到快速充電與持久放電的兩個(gè)主要的轉(zhuǎn)換技術(shù)，從傳統(tǒng)400V提升至800V的電壓系統(tǒng)的初衷，是傳統(tǒng)利用提高壓電壓的方式。如果維持了充電電流(充電線的電纜與使用的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件的電流額定)，則可以增加充電的功率，同時(shí)也可以讓放電的功率增加。如果充放電功率維持相同， 則可以因?yàn)楦叩碾妷汉?利用更小的電流傳輸， 來(lái)達(dá)到更低的線損，從而提高效率。但換來(lái)的問(wèn)題是電池組連接器、保險(xiǎn)絲和電纜， 乃至電機(jī)和電機(jī)的繞組都需要大的電氣絕緣強(qiáng)度來(lái)保證操作時(shí)的安全，同時(shí)局部放電的問(wèn)題，還有在電壓增加的同時(shí)。如果采用同樣的轉(zhuǎn)換技術(shù)則dv/t的問(wèn)題也會(huì)相對(duì)凸顯。

這些問(wèn)題以目前的技術(shù)來(lái)看，都已經(jīng)有很完備的技術(shù)可以來(lái)應(yīng)對(duì)， 所以主要的挑戰(zhàn)還是帶來(lái)的好處是否能符合實(shí)現(xiàn)的成本的增加。 在充電方面, 800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電池組需要兩倍數(shù)量的串聯(lián)電池，因此需要兩倍數(shù)量的電池管理系統(tǒng)(BMS)電壓檢測(cè)通道。400V和800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電池組的BMS 成本之間的近似關(guān)系。假設(shè)400V電池組使用96個(gè)串聯(lián)電池，800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電池組使用192個(gè)串聯(lián)電池，利用簡(jiǎn)單的公式估算的結(jié)果, 那么800V電池組的BMS總成本為400V電池組的1.4倍。

電流感測(cè)器和接觸器成本基于LEM CAB 500汽車(chē)電流感測(cè)器和TE Connectivity EV200 接觸器的定價(jià)；考慮到週邊組件、印刷電路板、連接器和布線成本，基于特定假設(shè)，800V 電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電池組BMS的成本將不可避免地更高，大約高出1/3或200美元的成本。當(dāng)然800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電池組，在電池組和牽引逆變器、快速充電端口和其他HV系統(tǒng)之間傳輸電力的直流電纜的橫截面積可以減少，從而導(dǎo)致車(chē)輛品質(zhì)有所減少。以使用3/0 AWG銅纜為例，對(duì)于800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，將此電纜面積減少一半至一根AWG 電纜，對(duì)于每米長(zhǎng)的正極和負(fù)極電纜，可減少0.76 kg的銅質(zhì)量。

2.800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在電機(jī)和電控方面的設(shè)計(jì)方向是什么？目前需要解決哪些方面的問(wèn)題？

比亞迪汽車(chē)趙志盟：我覺(jué)得現(xiàn)在新能源汽車(chē)之所以使用800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，首先它有一個(gè)特點(diǎn)，就是可以支持后面的快充設(shè)計(jì)。因?yàn)榭斐涞某潆姇r(shí)間跟功率有關(guān)。如果提高電流，那么線纜的直徑要變得很粗，同時(shí)可能要使用多個(gè)模塊進(jìn)行并聯(lián)，所以目前是走到另外一個(gè)方向，就是把電壓抬高，這樣電流基本上可以降低，然后把工藝提上去。

大地和李虎：因?yàn)槟壳?00V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)EMC可能主要還是增加一些磁環(huán)或者抑制共模電流，然后軸承端可能會(huì)去做一些絕緣或者導(dǎo)電探刷去解決這種問(wèn)題。

智新科技崔舜宇：電機(jī)方面，無(wú)非就是把一些材料的絕緣性能提高，就應(yīng)該是沒(méi)有問(wèn)題；電控方面，可能會(huì)主要采用IT體系。

上海電驅(qū)動(dòng)趙國(guó)舉：第一方面是提高功率密度，這對(duì)800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)和電控應(yīng)該都會(huì)有要求，我個(gè)人認(rèn)為是一個(gè)綜合性的問(wèn)題。第二方面是體積要變小，集成化程度更高。另外還會(huì)涉及充電的一些模塊和技術(shù)，比如OBC、DC-DC等整個(gè)系統(tǒng)的配套都要相應(yīng)地做出改善。

華域汽車(chē)劉世博：目前800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電機(jī)架構(gòu)設(shè)計(jì)方向都已經(jīng)比較明確了。電控方面，就是碳化硅，然后電機(jī)方向就是一個(gè)高壓的絕緣系統(tǒng)，外加一個(gè)油冷系統(tǒng)，現(xiàn)在大家都在往這個(gè)方向走。另外高壓之后，整個(gè)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的功率就上去了，需要一個(gè)高轉(zhuǎn)速高功率的平臺(tái)。而電機(jī)驅(qū)動(dòng)方向，散熱是一個(gè)大問(wèn)題。

PI Peter Vaughan：總體而言，即使傳動(dòng)系統(tǒng)是電動(dòng)的，但汽車(chē)的主要目標(biāo)仍然是一致的，即讓設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單、體積更小，并且(在系統(tǒng)級(jí)別)成本更低。我特意添加了“在系統(tǒng)級(jí)別”，因?yàn)樵谀承┎糠衷黾映杀究梢詭?lái)整體的成本節(jié)省。例如，相較于IGBT，使用碳化硅MOSFET可以實(shí)現(xiàn)較低容量的電池組，但能達(dá)到相同的續(xù)航能力，這是由于基于碳化硅的逆變器的效率較高。對(duì)于800V電動(dòng)汽車(chē)的大規(guī)模普及，關(guān)鍵問(wèn)題是成本和基礎(chǔ)設(shè)施。

目前，800V電動(dòng)汽車(chē)占據(jù)了高端市場(chǎng)，因?yàn)樵摷?xì)分市場(chǎng)對(duì)成本不太敏感，而且消費(fèi)者看到了性能改進(jìn)的價(jià)值。為了擴(kuò)展到售價(jià)更低的細(xì)分市場(chǎng)，所有系統(tǒng)元件都必須降低成本曲線，但其中最突出的是碳化硅1200V MOSFET的成本。該元件會(huì)使800V逆變器的成本增加100美元，因此是一個(gè)備受關(guān)注的領(lǐng)域。有朝一日，氮化鎵將能取代碳化硅或潛在的硅IGBT，這將是一件有趣的事。

斯達(dá)半導(dǎo)戴志展：針對(duì)800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 母線需要提升所使用的功率半導(dǎo)體器件的電壓額定，進(jìn)而導(dǎo)通損耗會(huì)伴隨提高，開(kāi)關(guān)速度變慢也讓切換損失進(jìn)一步提高，另外高母線電壓的dv/dt與高輸出諧波的問(wèn)題，電控部分比較好的方式是采用三電平的逆變拓樸方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。但三電平方案除了控制復(fù)雜外，還有許多傳統(tǒng)二電平逆變系統(tǒng)不會(huì)遇到的問(wèn)題需要克服，國(guó)內(nèi)電機(jī)控制的工程人員不管是控制邏輯或硬體實(shí)現(xiàn)，還是不太能駕馭。

但采用二電平方案, 如果還是采用傳統(tǒng)的IGBT作為功率開(kāi)關(guān)已經(jīng)很難體現(xiàn)800V系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì),所以SiC MOSFET 變成為了一個(gè)必然的選擇。但SiC的價(jià)格，門(mén)極的可靠性，反并聯(lián)二極管的高導(dǎo)通壓降,突波電流的耐受度，驅(qū)動(dòng)時(shí)需直接利用可變驅(qū)動(dòng)來(lái)切換損耗和dv/dt 的控制得到一個(gè)較佳的平衡點(diǎn)等等，就變成了非常關(guān)鍵而必須解決的的問(wèn)題。

對(duì)于電機(jī)，由于在弱磁區(qū)增加電機(jī)功率，更高的直流母線電壓將導(dǎo)致更高的功率密度。然而，由于更高的機(jī)械應(yīng)力(來(lái)自更高的轉(zhuǎn)速)和防止 PD 的需要，電機(jī)設(shè)計(jì)也會(huì)變得更加復(fù)雜。

3.您如何看待800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電磁兼容問(wèn)題？為什么？

比亞迪汽車(chē)趙志盟：因?yàn)槟壳?00V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可能除了電壓比較高的情況下，會(huì)引起一些干擾，然后很多平臺(tái)可能會(huì)用一些快速開(kāi)關(guān)的器件，它的一些相關(guān)設(shè)計(jì)可能會(huì)涉及EMI設(shè)計(jì)和磁性元件的應(yīng)用。

上海電驅(qū)動(dòng)趙國(guó)舉：據(jù)了解，目前大部分的開(kāi)發(fā)方向都是想形成BMS平臺(tái)化，能夠從低壓一直兼容到800V。因?yàn)樗倪m用性可能會(huì)更高，A級(jí)到B級(jí)等不同的車(chē)型都能夠去兼容。對(duì)于整車(chē)來(lái)講，我覺(jué)得成本開(kāi)發(fā)應(yīng)該會(huì)大大地降低。

華域汽車(chē)劉世博：確實(shí)是個(gè)大問(wèn)題。信號(hào)干擾和軸承腐蝕都是800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)未來(lái)待解決的問(wèn)題。說(shuō)實(shí)話，這些都是大家可以看到的一個(gè)前瞻性的風(fēng)險(xiǎn)。現(xiàn)在大家都在做，但是好像都沒(méi)有結(jié)果。

PI Peter Vaughan：在電磁兼容性方面，我們只考慮輻射。誠(chéng)然，由于效率高低直接關(guān)乎車(chē)輛成本(給定范圍內(nèi)的電池組容量)，人們強(qiáng)烈希望將逆變器的開(kāi)關(guān)損耗降至最低。向800V和1.2kV耐壓碳化硅MOSFET的轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致dv和di/dt轉(zhuǎn)換加快，從而導(dǎo)致輻射增加的可能性。這里的挑戰(zhàn)其實(shí)是在逆變器內(nèi)部。我這么說(shuō)是因?yàn)?ldquo;縮小尺寸”的目標(biāo)會(huì)帶來(lái)額外的好處。將電機(jī)和逆變器合并為一個(gè)單元，就無(wú)需接線，電源連接可以通過(guò)母線在內(nèi)部完成。這樣既將連接置于逆變器的金屬外殼內(nèi)，又可減少表面積和環(huán)路面積——最大限度地降低逆變器外部的影響。

位于HV DC輸入端的內(nèi)部EMI濾波器仍必須進(jìn)行物理布置，使其不被旁路，但我認(rèn)為柵極驅(qū)動(dòng)器的布局和信號(hào)完整性是更大的挑戰(zhàn)。同樣，“簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)”的目標(biāo)也很有幫助。提高集成度，從而減少逆變器PCBA上的元件數(shù)量，也有助于設(shè)計(jì)者提高元件放置的靈活性，同時(shí)也能達(dá)到“簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)”的目標(biāo)。

4.采用800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)汽車(chē)的逆變器技術(shù)帶來(lái)哪些挑戰(zhàn)？貴公司有何解決方案？

比亞迪汽車(chē)趙志盟：首先，剛才提到的電磁兼容設(shè)計(jì)對(duì)逆變器來(lái)說(shuō)也是一個(gè)難題和挑戰(zhàn)。因?yàn)橐郧暗钠脚_(tái)基本上用650V，750V或者900V的功率模塊，可以滿足以前車(chē)的電控需求。目前電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)平臺(tái)往上提到800V或者1200V，它的用量可能是不太足夠。如果是電流也高的情況下，那么1200V可能就不太合適。除非提高可靠性方面的一些設(shè)計(jì)，但這也是個(gè)挑戰(zhàn)。

智新科技崔舜宇：由于高頻的開(kāi)關(guān)損耗可能會(huì)比較大，所以現(xiàn)在采用的碳化硅材料，可能就會(huì)降低它的損耗。

上海電驅(qū)動(dòng)趙國(guó)舉：這個(gè)專(zhuān)業(yè)上還真不好說(shuō)，但是我覺(jué)得現(xiàn)在目前主要面臨的問(wèn)題，一是功率器件的選型設(shè)計(jì)，需要考慮電磁干擾，即電池EMC，這對(duì)元器件的考驗(yàn)應(yīng)該也會(huì)比較大。二是對(duì)于匹配電機(jī)控制方面，我覺(jué)得都是要去考慮的。

因?yàn)?00V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需要提高功率密度，在焊接技術(shù)上面，一般電控模塊會(huì)考慮雙面焊接冷卻技術(shù)，這可能對(duì)它的散熱影響更好，同時(shí)可以減小減速器的體積，整個(gè)功率密度也會(huì)提升比較大。對(duì)于芯片的選型設(shè)計(jì)，我們基本上選用一些兼容性更強(qiáng)的芯片。

華域汽車(chē)劉世博：肯定是挑戰(zhàn)很大的。因?yàn)槟孀兤鳎粋€(gè)是可能技術(shù)方面需要重組了，因?yàn)檎麄€(gè)的碳化硅結(jié)構(gòu)，從硬件到軟件都顛覆了此前的系統(tǒng)。目前華域汽車(chē)800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也是在啟動(dòng)過(guò)程中，也是在著手點(diǎn)解決碳化硅，有空計(jì)算法，還有整個(gè)硬件排布問(wèn)題，包括電機(jī)方面的ECM、高壓絕緣系統(tǒng)也在同步推進(jìn)中，都是在實(shí)驗(yàn)階段。

PI Peter Vaughan：Power Integrations擁有一系列汽車(chē)級(jí)功率IC產(chǎn)品，這些產(chǎn)品可在400V至1200V的輸入電壓范圍內(nèi)工作。這包括非隔離降壓式變換器和反激式變換器。具體到逆變器，InnoSwitch3-AQ系列是獨(dú)一無(wú)二的。IC本身提供隔離帶之間的加強(qiáng)絕緣(HV DC到LV (12V)區(qū)域)。其優(yōu)點(diǎn)包括直接輸出電壓檢測(cè)，因此調(diào)整精度非常高，同步整流可降低成本并提高效率，并且能夠產(chǎn)生單路或多路輸出，無(wú)需后級(jí)DC/DC變換器。我們還有一系列具有極低Qrr、軟恢復(fù)特性的Qspeed™二極管，它們非常適合車(chē)載充電器，可提供比超快速硅二極管更高的性能，并且成本低于碳化硅二極管。

然而，可能鮮為人知的是，十多年來(lái)，Power Integrations已面向高可靠性的牽引、風(fēng)電和發(fā)電應(yīng)用出品一系列門(mén)極驅(qū)動(dòng)器板級(jí)產(chǎn)品。這些經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)已經(jīng)直接融入到我們的汽車(chē)門(mén)極驅(qū)動(dòng)器IC的開(kāi)發(fā)中。這些產(chǎn)品可提供極少的元件數(shù)量和先進(jìn)的功能，這在驅(qū)動(dòng)需要更加嚴(yán)格的碳化硅MOSFET時(shí)尤為重要，可避免在瞬態(tài)故障條件下出現(xiàn)故障。

納芯微葉?。?/strong>800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使得系統(tǒng)具有更高的瞬態(tài)共模干擾，對(duì)于逆變器的隔離驅(qū)動(dòng)芯片來(lái)說(shuō)，需要能夠承受超過(guò)100kV/us的共模瞬態(tài)干擾，不然驅(qū)動(dòng)信號(hào)容易出錯(cuò)，導(dǎo)致上下橋臂的功率管直通。納芯微推出的車(chē)規(guī)級(jí)隔離驅(qū)動(dòng)芯片，抗共模瞬態(tài)干擾能力CMTI大于100kV/us，滿足800V系統(tǒng)抗干擾的要求，解決了系統(tǒng)工程師的困惑。

安森美彭超：800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的逆變器需要使用更高耐壓的功率模塊和門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路。安森美(onsemi)推出了適合800V系統(tǒng)的1200V碳化硅功率器件和模塊，以及IGBT模塊，可以覆蓋從100kW到300 KW的應(yīng)用。同時(shí)安森美也可提供一系列的適合驅(qū)動(dòng)IGBT或碳化硅器件的高壓隔離門(mén)極驅(qū)動(dòng)芯片配套使用。目前正在陸續(xù)量產(chǎn)的最新一代碳化硅器件，比第一代的開(kāi)關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗更低，可靠性更高。

5.在800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用中，貴公司對(duì)上游廠商有什么訴求？

比亞迪汽車(chē)趙志盟：首先整個(gè)800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，里面涉及與電壓相關(guān)的功率器件以及相應(yīng)的一些電容、接納件和線纜。功率模塊方面，在高壓的情況下，它的可靠性要提升，盡量在1200V的模塊還能夠繼續(xù)使用，兼容后面的800V平臺(tái)。對(duì)線纜的要求，首先是因?yàn)?00V的CM提高，我相信測(cè)試電壓都要提高，它的絕緣特性也要進(jìn)一步的提升。然后還有一個(gè)主要是母線電容，現(xiàn)在規(guī)格也基本上是800~900V左右，如果用在800V平臺(tái)，電容的電壓也要往前，這也是一個(gè)新需求。

智新科技崔舜宇：肯定是要求覺(jué)得供應(yīng)商對(duì)這些絕緣材料的技術(shù)及其工藝要做一定的提升。如果這些都做不了，性能肯定是達(dá)不到的。至于材料，肯定是要研發(fā)新材料，并且能夠秉承高耐電壓的性能以及實(shí)現(xiàn)油冷保護(hù);然后工藝上也有新的工藝，才能把這種技術(shù)融合在一起。

上海電驅(qū)動(dòng)趙國(guó)舉：我們現(xiàn)在比較傾向于碳化硅模塊技術(shù)，因?yàn)樗赡茉谝院蟮膮f(xié)議上表現(xiàn)得更好一點(diǎn)。但是現(xiàn)在的瓶頸還是在價(jià)格上，2~3年后如果價(jià)格能降下來(lái)，整個(gè)競(jìng)爭(zhēng)性還是比較大的。

6.隨著800V電壓的提高，作為上游廠商，您對(duì)功率器件的兼容性、可靠性的要求以及元器件(如電容、線纜)的性能提升問(wèn)題怎么看？貴公司有什么建議或解決措施？

PI Peter Vaughan：我認(rèn)為沒(méi)必要做出妥協(xié)。我非常欣賞汽車(chē)行業(yè)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的大力推動(dòng)，即使是在800V的電壓下，電動(dòng)汽車(chē)的預(yù)期可靠性與內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛幾乎毫無(wú)差別。在某些方面，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)可靠性的預(yù)期只會(huì)隨著自動(dòng)駕駛改變乘用車(chē)的應(yīng)用范圍界限(mission profile)而增加，因?yàn)樵谲?chē)輛的整個(gè)生命周期中將會(huì)有更多的帶載時(shí)間。作為供應(yīng)商，我們有責(zé)任滿足并超越這些目標(biāo)，但有一點(diǎn)非常明確：更高的集成度和更少的元件總數(shù)能提高可靠性。

納芯微葉?。?/strong>隨著800V電壓的提高，系統(tǒng)需要更高的原副邊絕緣耐壓需求。這主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一個(gè)是絕緣工作電壓。對(duì)于800V電壓的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其跨隔離帶的隔離芯片需要承受至少800V的絕緣工作電壓，保證至少15-20年的工作壽命。另外隔離芯片的外部爬電距離的要求也比之前有了很大提高。

納芯微有全系列的車(chē)規(guī)級(jí)的加強(qiáng)隔離的數(shù)字隔離芯片，包含了數(shù)字隔離器、隔離驅(qū)動(dòng)、隔離電壓電流采樣芯片。這些數(shù)字隔離芯片能夠承受超過(guò)1500V的絕緣工作電壓，完全滿足800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求。另外芯片的絕緣材料CTI等級(jí)達(dá)到I級(jí)，具有8mm的爬電距離，可以滿足800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)要求的同時(shí)使得系統(tǒng)更加小型化，集成度更高。

安森美彭超：目前，功率器件從外形上既有可以互相兼容的封裝，也有差異化的封裝。相較于3相全橋模塊，安森美的雙面水冷IGBT半橋是具有更高可靠性，更低寄生電感，更緊湊外形，更智能(IGBT內(nèi)集成了結(jié)溫和電流檢測(cè))，輸出功率更有靈活性(模塊可并聯(lián)提升輸出功率)的技術(shù)，能更好地應(yīng)對(duì)800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)帶來(lái)的高dv/dt。外形尺寸相同的碳化硅半橋模塊也擁有更高可靠性，更低寄生電感的優(yōu)勢(shì)，尤其是低寄生電感能把碳化硅開(kāi)關(guān)速度快的優(yōu)點(diǎn)更好地發(fā)揮出來(lái)，進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)能效。

7.談?wù)?00V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用的市場(chǎng)趨勢(shì)。

比亞迪汽車(chē)趙志盟：目前800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要是支持快充，然后保時(shí)捷首先使用了800V的平臺(tái)，對(duì)這個(gè)市場(chǎng)還是有點(diǎn)影響。所以后面市場(chǎng)應(yīng)用的話，一些功率比較大或者定位比較高端的車(chē)型會(huì)用這樣的一套系統(tǒng)，畢竟800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)成本上還是有所增加的。目前800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)除了主要是用在新能源汽車(chē)上，與其配套的充電樁也可以適用。因?yàn)樗吘故请姵氐?，乘用?chē)的電壓太高，但為了保證充電功率，充電樁的電源會(huì)往上抬。

PI Peter Vaughan：我認(rèn)為，汽車(chē)行業(yè)將會(huì)繼續(xù)增加使用800V架構(gòu)的乘用車(chē)車(chē)型數(shù)量，但由于成本結(jié)構(gòu)較低，400V將繼續(xù)生產(chǎn)。向消費(fèi)者解釋400V與800V相比較時(shí)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)可能有些難度，但每個(gè)人都明白的一個(gè)方面是充電時(shí)間。800V可以提供一種用戶(hù)體驗(yàn)，更接近于在長(zhǎng)途旅行時(shí)為內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的油箱加油。必須停車(chē)10分鐘與20分鐘在感知上有顯著差異。然而，還有另一個(gè)方面—— 800V超高速(>200kW)充電設(shè)施需要達(dá)到一定的密度，隨處可見(jiàn)，方便使用。也許不經(jīng)意間，這也將有助于降低車(chē)輛的成本。當(dāng)人們覺(jué)得他們只需停10分鐘充電就能完成一次長(zhǎng)途旅行，而且充電站隨處可見(jiàn)時(shí)，那么實(shí)際的車(chē)輛續(xù)航能力，也就是電池尺寸，就可以減少。最重要的是，縮小電池尺寸可以大幅降低車(chē)輛成本，這本身又會(huì)促進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)的推廣和普及。

智新科技崔舜宇：其實(shí)，目前市場(chǎng)上高壓電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可能還比較少，主要原因一是絕緣系統(tǒng)，二是絕緣材料很難解決。如果這些問(wèn)題都解決了，以后乘用車(chē)或者商用車(chē)肯定都會(huì)使用高壓電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。畢竟采用高壓以后，充電的時(shí)間會(huì)大大縮短。

上海電驅(qū)動(dòng)趙國(guó)舉：現(xiàn)在新能源汽車(chē)越來(lái)越普遍了，而汽車(chē)充電時(shí)間一般慢充8個(gè)小時(shí)，快充1個(gè)半小時(shí)。我覺(jué)得通過(guò)800V的高壓技術(shù)解決用戶(hù)的快速充電焦慮，是一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)。我覺(jué)得未來(lái)國(guó)家的行業(yè)傾向，以及充電樁的普及，以后充電樁設(shè)計(jì)和技術(shù)發(fā)展可能都會(huì)往750V到1000V高電壓的方向去考慮。

華域汽車(chē)劉世博：怎么說(shuō)，有需求就有趨勢(shì)?，F(xiàn)在既然有需求放在那里，而且能解決電動(dòng)車(chē)的一大軟肋——充電速度，所以800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)肯定會(huì)走下去的，而且后面會(huì)越走越遠(yuǎn)，它的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可能比800V還會(huì)更高。整體來(lái)講，我還是比較看好800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的市場(chǎng)應(yīng)用。

安森美彭超：提高電池母線電壓能提高充電速度，降低功率線損耗和成本，提高系統(tǒng)效率，各大廠商都大力投入研發(fā)。1200V的碳化硅對(duì)比IGBT有約4%的能效優(yōu)勢(shì)，可以轉(zhuǎn)化為續(xù)航里程或電池容量，是提升系統(tǒng)性能的必然選擇。安森美作為功率器件的領(lǐng)先供應(yīng)商在碳化硅器件上投入巨大，收購(gòu)了GTAT后成為擁有從晶體生長(zhǎng)到晶圓設(shè)計(jì)，制造，封裝的全流程生產(chǎn)能力。

結(jié)語(yǔ)

800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)目前已被越來(lái)越多的汽車(chē)制造商逐步實(shí)現(xiàn)，用以減小系統(tǒng)尺寸和重量的同時(shí)也延長(zhǎng)了新能源汽車(chē)續(xù)航里程距離，并顯著提高其充電速度。800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)平臺(tái)化的發(fā)展趨勢(shì)也越來(lái)越明顯。

值得一提的是，功率器件碳化硅在新能源汽車(chē)的車(chē)載充電器、充電樁與電機(jī)驅(qū)動(dòng)等應(yīng)用具有實(shí)現(xiàn)高功率密度與優(yōu)化系統(tǒng)總成本的優(yōu)點(diǎn)，其技術(shù)可以有效地提升800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電機(jī)和電控的整體效率，滿足應(yīng)用的兼容性和可靠性要求。兩者結(jié)合是未來(lái)新能源汽車(chē)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

未來(lái)，隨著碳化硅技術(shù)工藝、電磁兼容性能、逆變器技術(shù)以及絕緣材料和元器件集成性能的提高，800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將會(huì)逐步朝著高效率、高性能、高可靠性、低成本等方向發(fā)展。與此同時(shí)，新能源汽車(chē)也將具有更長(zhǎng)續(xù)航里程、更便捷、更低成本等優(yōu)勢(shì)。