新能源汽车用全SiC电机驱动控制器研究进展

摘要

我国新能源汽车发展已经进入到大规模商用阶段.在本阶段中,可以将消费者对新能源汽车的需求总结为:“买得起、跑得远和全地域”.这种对整车的需求直接转化为对作为“三大电”之一的电机驱动控制器的要求,即高功率密度、高效率和高工作温度.综合应用碳化硅(SiC)材料的性能优势来实现上述目标是世界范围内的共识,世界各国的相关企业和研发单位都在该领域投入了大量的人力和资金.2016年,中国科学院电工研究所带领由全国范围内13家单位组成的研发团队,承担了国家重点研发计划项目“高温车用SiC器件及系统的基础理论与评测方法研究(2016YFB0100600)”,从SiC芯片到SiC模块再到SiC驱动控制器和评价标准,开展了面向SiC技术及其应用的全方面研究工作.经过近两年的研发和攻关,取得了阶段性的成果.成功研发了1200 V/150 A规格和1200 V/50 A规格的SiC SBD和MOSFET芯片,1200 V/300 A规格的SiC三相半桥模块和600 V/80 kW规格全SiC驱动控制器.其中全SiC控制器通过了85℃入水口水温下的峰值功率考核,峰值功率达到85 kW,开关频率20 kHz,最高效率98.6％,功率密度达到37.1 kW/L.为我国在新能源汽车电机驱动领域积累了有竞争力的核心技术和宝贵的研发经验.