摘 要：目前，新能源和数字化的发展改变了现有运输工具的框架。综述了当前国内外新能源汽车相关技术及市场现状，介绍了中国新能源汽车企业比亚迪的概况。分析了比亚迪在IGBT功率半导体、磷酸铁锂电池、DM双模混合动力汽车等方面的新技术及新产品开发进展。总结了比亚迪在远见性、创新性等方面的竞争优势，在技术集成化、产品多样化等方面，对我国相关产业给出了建议。

1.公司概况

目前，全球面临着能源危机和可持续性发展的共同问题。在这一背景下，新能源和数字经济改变了固有运输工具的框架。自2015年起，我国已连续4年成为全球最大新能源汽车销量国。2018年，我国新能源汽车销量125.6万辆巴同比增长61.7%,占世界的62.2%（见图1）。

我国新能源汽车企业比亚迪创立于1995年，从电池制造起步。2003年成为全球第二大充电电池生产商，同年进入汽车行业，并布局新能源产业。至2016年11月，比亚迪在全球共建立了 30个生产基地，员工总数达22万人。

在新能源汽车领域，比亚迪是目前世界上唯一同时掌握电池、电机、电控等电动车核心技术以及拥有成熟市场推广经验的企业。

2.技术进展及新产品开发

近年来，比亚迪凭借IGBT芯片技术、锂电池技术、DM混动汽车技术等核心工艺，打造出了比亚迪技术品牌。

2.1 IGBT技术

2.1.1国内外技术及市场概况

绝缘栅双极型晶体管(IGBT, Insulated GateBipolar Transistor),是一种大功率的电力电子器件,是能源转换与传输的核心器件，被称为电力电子装置的\"CPU” °IGBT模块是由IGBT与续流二极管芯片(FWD )通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品。

IGBT在电动汽车、轨道交通、智能电网、航空航天等领域应用极广。在电动车领域，IGBT直接控制驱动系统直、交流电的转换，决定了车辆的扭矩和最大输出功率，占整车成本的7-10%,是除动力电池之外成本第二高的元件。

目前，世界市场上的IGBT技术已发展到了第七代。第一、二代是平面型结构，第三代是沟槽型(Trench)构造，第四代是非穿通型(NPT)型，第五代电场截止型(FS)增加了电场终止层，硅片厚度较NPT减薄了约1/3,降低了关断时间和功率损耗。第六代沟槽-电场截止型(FS-Trench)改进了沟槽栅结构，提高了电压耐受度，芯片面积、功耗都有所减少。第七代发展到了载流子存储层结构IGBT (CSTBT, carrier stored trench gate bipolar transistor ),尺寸减小、厚度变薄、功耗降低[5Io在市场方面，IGBT产品曾经一直被德国、日本等国家垄断，德国英飞凌主要占领电动汽车用的IGBT市场，日本三菱曾经垄断包括中国高铁在内的高速机车用IGBT。

我国IGBT器件90%依赖进口，近年来发展迅速，具有代表性的企业是比亚迪和中车时代。比亚迪的产品可以满足电动汽车对IGBT的需求。中车时代主要产品为1200V-6500V高压模块，可满足当前中国高铁的需求。

2.1.2比亚迪IGBT的开发和应用

2005年，比亚迪正式启动IGBT开发项目，2009年，成功开发出IGBT 1.0技术固。2017年，推出了IGBT4.0 技术。在技术应用方面，目前比亚迪90%的IGBT都是自己配套，已成为我国唯——家拥有IGBT完整产业链的企业比亚迪等国内外具有代表性的IGBT企业技术及产品特点。

从表中可以看出，按不同企业来说，比亚迪的产品加速性、安全可靠性好，英飞凌的产品的以高效和可靠性为特点，三菱以精细和多样化见长。从总体来看，在技术方面，各生产商主要致力于通过EDT2电力动力总成、CSTBT载流子增强等技术，提高产品效率；借助沟槽■电场截止、紧凑的冷却系统等工艺，使产品体积更小、厚度更薄；利用双面焊接、集成传感器等技术，改善产品的可靠性。在产品方面，不同新技术的集成及新材料的应用，促进了产品高端化和多样化。

比亚迪采用4.0技术生产V-315系列模块提高了芯片开关速度，具备与第四代IGBT技术相同的鲁棒性。2018年，比亚迪推出了搭载4.0技术的新产品唐EV,百公里加速达4.4s, 60km/h等速纯电续航里程提升至600公里。

下一代功率半导体的技术方向是SiC （碳化硅）模块，与传统硅材料相比，SiC模块最主要优势是开关损耗大幅减小，在未来可作为硅材料IGBT的补充产品。2015年，三菱电机开出第一款全SiC模块，用于日本新干线。目前，三菱的SiC功率模块已涵盖额定电流15A-1200A及额定电压600V-3300V的产品。比亚迪也已经开始投资布局第三代半导体材料SiC的开发，将用于新一代电动车的制造。

文章来源：《环境技术》 网址: http://www.hjjszz.cn/zonghexinwen/2021/0520/1648.html

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