隨著新能源汽車（NEV）的崛起，絕緣柵雙極晶體管（IGBT）已成為這一領(lǐng)域的核心元件。目前我國(guó)新能源汽車快速發(fā)展已經(jīng)使IGBT已成為我國(guó)最重要的應(yīng)用領(lǐng)域，占據(jù)約30%的市場(chǎng)份額。以特斯拉Model X為例，它使用了132個(gè)IGBT管，其中96個(gè)用于后部電機(jī)，36個(gè)用于前部電機(jī)，IGBT占了電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)成本的約一半，突顯了它在新能源汽車成功中的至關(guān)重要性。

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認(rèn)識(shí)IGBT

IGBT代表絕緣柵雙極晶體管（Insulated Gate Bipolar Transistor），它實(shí)質(zhì)上可以被看作是MOSFET和三極管的結(jié)合體。

三極管：是一種受電流控制的晶體管，通過在基極施加微小電流，允許較大電流在集電極與發(fā)射極之間流動(dòng)。主要用于電路中的放大和開關(guān)功能。

優(yōu)點(diǎn)：擁有眾多載流子，低導(dǎo)通電阻。

缺點(diǎn)：采用電流控制方式，需要較大的驅(qū)動(dòng)電流。

MOSFET：則是一種帶有絕緣氧化層的晶體管，這一特點(diǎn)賦予了它極高的輸入阻抗。這種絕緣氧化層位于金屬柵極與通道之間，使得它的柵源電壓（VGS）能夠控制通道中“感應(yīng)電荷”的數(shù)量，從而改變電荷的導(dǎo)電通道狀態(tài)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)漏極電流的控制。

優(yōu)點(diǎn)：具有極高的輸入阻抗，幾乎不消耗驅(qū)動(dòng)電流。

缺點(diǎn)：導(dǎo)通電阻較大。

在一些高電壓、高電流驅(qū)動(dòng)場(chǎng)景中，如何選擇適當(dāng)?shù)钠骷蔀橐豁?xiàng)挑戰(zhàn)。任何器件的缺點(diǎn)都不容忍在高效電路中存在，因?yàn)樗鼈儠?huì)顯著影響電路效率，并產(chǎn)生難以克服的熱量，從而影響整個(gè)產(chǎn)品的壽命。

IGBT被廣泛應(yīng)用

IGBT（絕緣柵雙極晶體管）是一種重要的功率半導(dǎo)體器件，它在各種應(yīng)用領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用，同時(shí)也被稱為功率電子設(shè)備的“CPU”。它主要應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療設(shè)備通、軌道交通、電力電子、電動(dòng)汽車以及各種新能源設(shè)備等領(lǐng)域。

IGBT新能源汽車的核心組件

電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用：新能源汽車的引擎通常采用三相異步交流電機(jī)，而電池供電卻是直流電。這就需要IGBT的幫助，IGBT的電路可以將直流電轉(zhuǎn)化為交流電，以推動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)。不僅如此，這一電路還在控制電機(jī)的頻率和電壓轉(zhuǎn)換中發(fā)揮關(guān)鍵作用，使車輛能夠適應(yīng)不同駕駛情況。

車載空調(diào)應(yīng)用：電動(dòng)車的電池提供的是直流電，而空調(diào)需要交流電才能運(yùn)轉(zhuǎn)。IGBT的逆變器就派上用場(chǎng)，它可以將電池提供的直流電轉(zhuǎn)化為空調(diào)所需的交流電，從而使空調(diào)正常工作。

逆變器：有些新能源汽車還可以輸出外部的220V/50Hz交流電，這對(duì)于戶外活動(dòng)或緊急情況非常有用。這一過程中同樣需要IGBT的支持，它通過逆變器電路將電池提供的直流電變成可用的交流電?？梢哉f，IGBT在這個(gè)過程中是不可或缺的。

充電樁應(yīng)用：我們通常用的電是交流電，而電池需要直流電。這時(shí)候，它能通過電源轉(zhuǎn)換電路，將家用電源的交流電變成電池所需的直流電。而對(duì)于那些需要高功率快速充電的電動(dòng)車，比如特斯拉，更得依賴IGBT將電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換成高效的直流電，以迅速充滿電池。

動(dòng)能回收系統(tǒng)：一些電動(dòng)車配備了動(dòng)能回收系統(tǒng)，它們能將制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為電能，然后存儲(chǔ)到電池中。IGBT用于管理這一過程。

IGBT作為功率半導(dǎo)體器件，在電動(dòng)汽車領(lǐng)域發(fā)揮著核心作用。它的性能直接影響著電能傳輸?shù)乃俣?。這些小小的器件在電動(dòng)汽車的性能和效率方面發(fā)揮了不可或缺的作用，為我們提供了更智能、更環(huán)保的出行方式。