電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李寧遠(yuǎn)）近日，TrendForce發(fā)布了最新的全球電動(dòng)車(chē)逆變器市場(chǎng)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)顯示，因受電動(dòng)車(chē)傳統(tǒng)淡季影響，2024年第一季全球牽引逆變器裝機(jī)量為522萬(wàn)套，相較于2023年第四季的714萬(wàn)套，季減27%。

其中，純電車(chē)的牽引逆變器裝機(jī)量占比為48%，季減5%；而油電混合動(dòng)力車(chē)及插電混合式電動(dòng)車(chē)的牽引逆變器裝機(jī)量則從47%提高至52%。

里程焦慮仍是電車(chē)最大困擾，汽車(chē)動(dòng)力總成設(shè)計(jì)升級(jí)刻不容緩

此前TrendForce集邦咨詢?nèi)螂妱?dòng)車(chē)逆變器市場(chǎng)數(shù)據(jù)顯示2023年第四季度全球電動(dòng)車(chē)逆變器裝機(jī)量達(dá)714萬(wàn)套，并且報(bào)告中指出，逆變器市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要推動(dòng)力來(lái)自純電動(dòng)車(chē)。純電動(dòng)車(chē)的逆變器占整體電動(dòng)車(chē)逆變器總裝機(jī)量約53%，并貢獻(xiàn)了超六成的市場(chǎng)規(guī)模，2023年第四季電動(dòng)車(chē)逆變器達(dá)約44億美元。

而TrendForce的最新數(shù)據(jù)很直觀地反映了里程焦慮仍然是消費(fèi)者目前最大的決定因素。絕大多數(shù)消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)汽車(chē)在續(xù)航里程上的“不確定性”顧慮仍然沒(méi)有消除。純電車(chē)占比不升反降，油電混合動(dòng)力車(chē)及插電混合式電動(dòng)車(chē)補(bǔ)上了空缺。

根據(jù)TrendForce另一份統(tǒng)計(jì)報(bào)告，2024年第一季度全球新能源車(chē)（包含純電動(dòng)車(chē)、插電混合式電動(dòng)車(chē)、氫燃料電池車(chē)）共計(jì)銷售284.2萬(wàn)輛，年增長(zhǎng)16.9%，為近三年首次單季年增長(zhǎng)低于20%。其中，純電動(dòng)車(chē)銷量為180萬(wàn)輛，年增長(zhǎng)4.2%，插電混合式電動(dòng)車(chē)則銷售104.1萬(wàn)輛，年增長(zhǎng)48.3%。純電車(chē)的需求明顯放緩，混合動(dòng)力型態(tài)的電動(dòng)車(chē)憑借其更好的續(xù)航表現(xiàn)現(xiàn)階段更受青睞。

想要延長(zhǎng)車(chē)輛的續(xù)航里程，從電池著手自然是其中一種選擇，增加電池尺寸從而增加電池容量以此增強(qiáng)車(chē)輛的續(xù)航能力是最簡(jiǎn)單的辦法。不過(guò)在能效沒(méi)有提高的情況下，一味增加電池尺寸從而增加電池容量以此增強(qiáng)車(chē)輛的續(xù)航能力的這種改進(jìn)是以車(chē)輛成本和重量為代價(jià)的，這一方法現(xiàn)在已不可取。

提高汽車(chē)能源轉(zhuǎn)換效率才是重中之重，汽車(chē)動(dòng)力總成設(shè)計(jì)中的牽引逆變器的升級(jí)變得刻不容緩。不論是油電混合、插電混合式還是純電車(chē)，都需要車(chē)載牽引逆變器這一核心器件，它將來(lái)自車(chē)載高壓電池的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，提供給控制動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的主電機(jī)，對(duì)汽車(chē)的續(xù)航里程、性能和駕駛體驗(yàn)的影響很大。

牽引式逆變器的升級(jí)，能夠提高功率密度與電機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到更高的效率，最大限度地減少開(kāi)關(guān)損耗，提高熱效率，并支持再生制動(dòng)來(lái)為電池充電。牽引逆變器效率的提高是提高動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)能源效率的關(guān)鍵，能效的提高使得車(chē)輛有更多可利用的能量來(lái)保證續(xù)航。

續(xù)航里程的改進(jìn)只是一方面，牽引逆變器的改進(jìn)，還可以提高功能安全性能、降低成本、改善駕駛體驗(yàn)解決一系列電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)面臨的問(wèn)題。

半導(dǎo)體技術(shù)引領(lǐng)牽引逆變器性能提升

通過(guò)改進(jìn)牽引逆變器設(shè)計(jì)，更高效地將直流電源轉(zhuǎn)換為交流電源，從而驅(qū)動(dòng)多相電機(jī)是非常有必要的。其中安全有效地控制和保護(hù)開(kāi)關(guān)管（IGBT/SiC）是核心環(huán)節(jié)。牽引逆變器的高壓功率開(kāi)關(guān)是減小損耗的核心部分。

對(duì)于目前用于牽引逆變器的硅基 MOSFET和IGBT，電車(chē)配置已經(jīng)逼近了此類器件的極限。當(dāng)電壓區(qū)間再提高，開(kāi)關(guān)頻率再提高，硅基MOSFET和IGBT在開(kāi)關(guān)快速切換中的損耗會(huì)大大降低效率。

去年第四季裝配SiC功率芯片的逆變器已占整體逆變器裝機(jī)量15%，逆變器高壓功率開(kāi)關(guān)向碳化硅的轉(zhuǎn)變正在穩(wěn)步推進(jìn)。

不久前，吉利汽車(chē)與意法半導(dǎo)體簽署了一份長(zhǎng)期碳化硅供應(yīng)協(xié)議，加速雙方在SiC器件方面的現(xiàn)有合作。意法半導(dǎo)體將為吉利汽車(chē)旗下多個(gè)品牌的中高端純電動(dòng)汽車(chē)提供SiC功率器件，幫助吉利提高電動(dòng)車(chē)性能，加快充電速度，延長(zhǎng)續(xù)航里程，深化新能源汽車(chē)轉(zhuǎn)型。

NXP幾日前也官宣與ZF Friedrichshafen AG采埃孚合作，為電動(dòng)汽車(chē)開(kāi)發(fā)基于碳化硅的下一代800V平臺(tái)牽引逆變器解決方案。

從牽引逆變器的電壓等級(jí)來(lái)看，根據(jù)TrendForce的最新數(shù)據(jù)，第一季電動(dòng)車(chē)各電壓區(qū)間的牽引逆變器裝機(jī)量由于混動(dòng)車(chē)型的增長(zhǎng)，電壓小于300V的牽引逆變器裝機(jī)量占比達(dá)36%，季增2%；而純電車(chē)的放緩導(dǎo)致電壓大于300V小于550V的裝機(jī)量占比季減1%，下降至55%，大于550V的裝機(jī)量占比為9%，與上季持平。

目前市場(chǎng)主流電壓區(qū)間仍是大于300V小于550V這一區(qū)間，在純電車(chē)需求放緩的背景下高壓平臺(tái)車(chē)型保證了穩(wěn)定的需求。隨著新能源汽車(chē)功率平臺(tái)提升到600V，再到800V，再到1200V，對(duì)功率芯片性能要求不斷提升。碳化硅與牽引逆變器的組合市場(chǎng)空間還很大。

功率器件的轉(zhuǎn)變只是一部分，與SiC配套的半導(dǎo)體組件也在牽引逆變器性能提升中發(fā)揮著重要作用。比如通過(guò)改變SiC柵極驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度來(lái)控制SiC壓擺率，實(shí)時(shí)可變的SiC柵極驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度可實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)過(guò)沖管理以及整個(gè)高壓電池能量循環(huán)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，提高牽引逆變器的效率。

SiC電源模塊的配置也是改善功率密度的重要一環(huán)，對(duì)減小導(dǎo)通損耗意義重大，SiC驅(qū)動(dòng)與 SiC電源模塊的合理配置將大幅提高系統(tǒng)功率密度。這些設(shè)計(jì)優(yōu)化背后，半導(dǎo)體技術(shù)正在引領(lǐng)著牽引逆變器性能提升。

牽引逆變器裝機(jī)量正在回暖，國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈崛起

牽引逆變器性能的提升會(huì)持續(xù)推動(dòng)裝機(jī)量的提升，TrendForce也報(bào)告中預(yù)估純電車(chē)今年第二季度的牽引逆變器裝機(jī)量可能持平或小幅增長(zhǎng)，純電車(chē)型與混動(dòng)車(chē)型將以均分的形式持續(xù)推動(dòng)牽引逆變器裝機(jī)量。整體來(lái)看，第二季牽引逆變器市場(chǎng)將告別淡季，小幅回暖，預(yù)估裝機(jī)量季增約10%至20%。

目前，在牽引逆變器供應(yīng)上，TrendForce數(shù)據(jù)顯示全球前五大的牽引逆變器Tier 1中已有比亞迪及匯川技術(shù)兩家中國(guó)企業(yè)，比亞迪占比14%位居第二，匯川技術(shù)占比4%位居第五。華為的市占率已連續(xù)三季季增1%，增長(zhǎng)強(qiáng)勢(shì)，目前占比3%，排名第七。此外，國(guó)內(nèi)廠商合計(jì)占比為34%。

其中，比亞迪的牽引逆變器屬于自研自產(chǎn)產(chǎn)品，在關(guān)鍵的逆變器功率模塊上積累深厚，自給自足的策略也讓比亞迪在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中一直保持領(lǐng)先地位。匯川技術(shù)近年來(lái)也是深耕新能源汽車(chē)市場(chǎng)，在中高功率動(dòng)力總成上持續(xù)耕耘。

此外，囊括牽引逆變器、電機(jī)在內(nèi)的多合一電驅(qū)也是現(xiàn)在的發(fā)展大方向，國(guó)內(nèi)不少Tier 1以電機(jī)、牽引逆變器為核心，將OBC、DC/DC、BMS等電控零件全部整合在同一套系統(tǒng)內(nèi)，降低車(chē)重持續(xù)提高整車(chē)?yán)m(xù)航力，國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈的實(shí)力也在發(fā)展中不斷提升。

小結(jié)

在全球大力推動(dòng)汽車(chē)電氣化發(fā)展的背景下，圍繞著減輕電車(chē)重量、提高汽車(chē)能源轉(zhuǎn)換效率的需求促成了電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力總成設(shè)計(jì)的進(jìn)步。電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力總成設(shè)計(jì)中的核心牽引逆變器，在半導(dǎo)體技術(shù)的助力下正大力推進(jìn)著汽車(chē)的電氣化進(jìn)程。