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汽车车载充电机应用SiC器件存在哪些问题?

  金,客户 B 退回未使用的 OBC,公司将退回及未发货的采用瑕疵物料生产的 OBC 进行报废处理。公司已全面核查,使用该瑕疵物料生产并给其他客户的 OBC 产品占比较小,截止目前未出现大规模故障问题。公司将依法就相关损失向法院提起诉讼,要求供应商 A 和生产厂商进行赔偿,挽回公司损失。”

  由于目前所公告的内容,没有涉及任何技术细节和问题背景,这是一件对企业的声誉和品牌有较大影响的事件。是 2018 年上市的专注车载电源的企业,公司经历了新能源汽车发展的 15 年时光,名副其实的业内老牌的车载电源企业。欣锐车载电源模块研发起步于 2006 年,从迭代开发上,经历了至少 5 代产品。

  欣锐和一样,也把碳化硅器件应用于车载充电机的图腾柱 PFC 电路上,这在业内是一个比较重大的技术突破。的主要目的是为了提高转换效率,而欣锐科技的解决方案不仅提高转换效率,还增加了一个重要功能——双向充电。欣锐的 G5 代车载充电机是国内第一个量产的隔离型碳化硅双向充电案例。其重要意义在于,双向充电机架构兼容未来的基于交流端的 V2G 应用。

  据悉,欣锐科技是从 2016 年开始投入双向充电核心技术的攻关,采用碳化硅 MOSFET 驱动的双向车载充电机在 2018 年 5 月实现量产及稳定供货。 值得关注的是,从 2019 年 5 月起,在批量供货近 1 年后市场端开始零星出现充电机故障,经过调查,原因是碳化硅 MOSFET 器件损坏。从失效的分布来看,呈现以下的特征:

  损坏的碳化硅器件集中来自供应商日本 Rohm 公司,且没有集中在特定的供货批次,说明失效是一个普遍现象,与批次质量异常无关联。

  据悉,欣锐相关人员与国内权威第三方机构展开合作分析,发现与碳化硅器件工艺设计问题直接相关,接下来欣锐科技将采用司法手段维护其权益。

  1)首先,碳化硅作为第三代半导体应用在电动汽车上已经是势不可挡,在这方面,特斯拉、比亚迪、欣锐科技是走在前沿的践行者。

  2)其次,碳化硅所代表的第三代半导体的技术是越来越渗透广泛的。从历史的过往来看在第二代半导体 MOSFET 出现的时候,业内也出现大量关于 MOSFET 与第一代 IGBT 劣势的比较,然而这并没有阻挡硅基 MOSFET 的大踏步发展!由于车载领域的特殊性,目前在较小规模下,碳化硅器件出现了应用或者底层工艺问题如果引起高度重视,长远来看,对行业的健康发展都是好事。

  3)再次,碳化硅器件在市场应用一年后,才逐步暴露材料深层次隐性问题,超越了应用厂商的专业认知能力。在依赖国外核心功率器件的过程中,半导体器件深层技术参数很难通过开关电源的研发人员以,FTA 等常规手段进行提前预防。

  小结:未来电动汽车的电压等级是会从 400V 一路升到 800V,对于效率和功率密度的提升也是越来越急切,碳化硅的应用将更加广泛。同时,碳化硅器件的“价格拐点”即将到来的时候,碳化硅器件商提升品质的可靠性对行业的健康发展刻不容缓。