就因为写错了电驱系统的功率模块,小米居然罕见的生气了!

在昨晚智己L6发布会上,因为错把竞品小米SU7 MAX的前SiC电机写成了前IGBT电机,导致小米汽车在半夜12点后连发3条微博怒怼智己

车企互怼在过去很常见,但像小米这样反应激烈的还是头一回,而在我看来,小米之所以这样,就是因为SiC对电车来说实在太重要了!

而看到这里,相信你也是一脸懵逼,这SiC和IGBT到底是什么?在各种参数名词满天飞的时代,为什么小米会对这个参数如此上头?

今天咱们就给大家从技术层面来简单讲下,让小米整晚都无法释怀的SiC与IGBT究竟是什么,它究竟能对新能源汽车带来什么影响。

SiC究竟有多重要?

和冰箱彩电大沙发不同,SiC和IGBT都是我们消费者看不见、摸不着的零部件,但它俩都是构成新能源汽车三电系统的核心

IGBT是目前所有基于400V平台电车都在使用的半导体器件,此外像阿维塔11和12这两台全域750V的电车,使用的也是IGBT。

SiC则是被业内认为将要在800V时代,全面取代IGBT的存在

如今,几乎所有800V平台电车都广泛使用的半导体器件,即使未来推出了诸如900V、1000V等更高压平台的电车(比如900V平台的蔚来ET9),也依旧会使用SiC。

不过,除非是学过电气专业的消费者,仅凭这些简短的介绍,绝大多数消费者肯定还是无法完全理解SiC和IGBT的定义和作用的。

那SiC和IGBT究竟是什么?

想要彻底明白SiC和IGBT,就得先从电车驱动的原理看起

家里有电车的消费者都知道,电车的动力电池在充电和放电时,输入与输出的都是直流电;但驱动电机需要的,却是交流电

所以,在电车行驶时,必须得有一个零部件负责把动力电池输出的直流电转化成交流电,再输入给电机使用。

而初中物理又告诉我们,直流电的电流是稳定不变的,交流电则有周期性的变化频率

用一个不严谨的比喻,如果想要把直流电转化成交流电,就要像敲电报那样,用一个开关去有规律地调整直流电流,把它转化成带有特定频率的交流电流。

IGBT就是这个开关,而它的全称是Si IGBT

400V时代的IGBT

Si的意思,就是芯片衬底使用的是Si硅基材料;而IGBT则指的是半导体器件的结构形式。由于它默认都会采用Si衬底,所以大家习惯把Si IGBT简称为IGBT

虽然IGBT在400V平台的新能源汽车上表现得非常尽职尽责,但当人们想跟进一步提升这些新能源汽车的性能时,IGBT又变成了一大短板。

比如如何提升电机功率,如今我们都知道,想要高性能电机,就要提升电机转速,而这就需要提升半导体器件的开关频率

但IGBT的开关频率上限有限,因为它是通过调整电流来控制开关频率的,而电流本身就很难做到精确控制。

这就好比我们洗完澡关掉阀门后,花洒并不会立刻停止出水、而是把水管里残留的水流光才完全停止一样,没有办法真正做到“阀关水停”。

这个现象用专业术语讲,叫做“电流拖尾”。就是因为存在拖尾现象,所以IGBT的开关频率做不上去,电机转速自然也做不上去。

还有就是能耗,如果想要在IGBT的基础上做高性能,那么电流就得更大,产生的热量也就越高,一方面会增加散热压力,另一方面也会造成能量被白白损耗。

所以车企很快反应过来,既然电流很难被驾驭,那为什么不选择去控制电压呢?一方面电压可以做到精确控制,另一方面,提升电压也不会产生热量和能量损耗。

于是,作为第三代半导体材料的SiC碳化硅被引入汽车产业,成为了在800V时代下取代IGBT的新选择。

800V时代的SiC

我们平时所说的SiC,其实是SiC MOSFET的简称

其中SiC的意思是碳化硅,它和Si类似,是指制作半导体器件的晶圆衬底时使用的另一种材料;而MOSFET和IGBT类似,是指半导体器件的另一种结构形式

对比IGBT,SiC最大的优点就是耐高压,它的最高耐压等级可以达到1200V,应付800V标准绰绰有余;而目前IGBT的最高耐压等级则在650-750V左右。

其次就是工作频率更高,这一点是因为MOSFET本身的原理特性导致的,所以我们在看智己、小米宣传超过20000转的高性能电机时,都会强调SiC的存在。

最后就是热导率和耐温性能更高,说人话就是能耗低、散热性能好

比如我们之前《对比评测全域800V的小鹏G6和全域400V、但单独使用了SiC电驱的特斯拉Model Y》,小鹏G6的综合电耗就要比特斯拉Model Y低10%左右

而仅仅在电驱部分使用了SiC的400V特斯拉,也要比其它全域采用IGBT的400V电车更加省电

为什么小米这么急?

作为一个技术控,在我看来SiC的大规模装车是非常值得肯定的,因为它实打实地提升了电车的整体性能,让电车进入到了一个新的技术时代

但对于车企来说,大规模使用SiC的风险又很高,因为SiC的成本要比IGBT高2-5倍;而由SiC转化来的实际能耗优势,又只有10%左右

如果消费者感知不到SiC的明显优势,或者让消费者觉得SiC的性能提升不太值,就会直接影响到销量,让车企付出的努力白费

所以我们看到,如今市面上虽然有很多号称采用800V平台的电车,但它们之中只有极少数是全域采用SiC的真800V,其它的则更多是三电800V、甚至是只有电池是800V的“青春版”。

这就是车企为了规避风险而采取的妥协之计,既降低了SiC的成本,又保住了800V的营销噱头,可以说是非常聪明了。

小米SU7 MAX作为一台全域SiC的真·800V车型,自然不希望自己的努力因为竞品的错误宣传而被带偏的,所以这才有了开始的那一幕。

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