純電動車行駛成本為4.25歐元/百公里

　　傳統(tǒng)汽車對能源和環(huán)保造成了越來越大的壓力，對此，中、美、歐等主要汽車市場根據(jù)自身實際情況相繼制定了各自的CO2排放目標，中國將在2015年達到155g/km，美國將在2016年達到140g/km，歐洲做的更好一些，2012年預計會實現(xiàn)120g/km的目標。

　　Graovac在演講中指出，對于自重1.4噸、百公里油耗7.7升、CO2排放182g/km的汽車，通過直噴、小型化起停、熱管理、小型化氣缸等技術，可將油耗降低22～29%，CO2排放減少到142g/km或130g/km。而電機功率25kW、電池容量1kWh的混合動力車百公里油耗僅為4.7升，降低了39%，CO2排放減少到112g/km。相比汽油車7.5歐元/百公里的油耗成本，純電動車的行駛成本為4.25歐元/百公里。

　　2016年，具有起停功能的混動車預計占20%，其中歐洲市場在75%以上；增壓式車占35%，歐洲占60%以上。EV、PHEV和HEV方面，發(fā)展速度主要取決于當?shù)厥袌鲂枨蟆⒄膭钫?、燃料價格和電池成本等因素。2012年，上述3種汽車的市場規(guī)模會超過200萬輛，其中HEV約160萬輛，是產(chǎn)業(yè)過渡期的主力。2014年，EV、PHEV有可能過百萬輛。

　　半導體在電動車中的作用更強

　　動力電池的成本通常約占整車成本的50%。在汽車使用一段時間后，電池組中每個單體電池的老化會使電池容量出現(xiàn)變化?？刂浦姵爻潆姞顟B(tài)（SoC）、健康狀況（SoH）和放電深度（DoD）的電池管理系統(tǒng)（BMS）可延長電池的壽命和儲電量。英飛凌的主動電池均衡技術可將這些特性提高10%。

　　在充電方面，未來的長期發(fā)展趨勢是雙向充電，即汽車中的電能也可傳回智能電網(wǎng)。具體地，電能在BMS監(jiān)控后，通過DC/DC轉(zhuǎn)換器、PFC及射頻干擾濾波器，傳給智能電網(wǎng)。英飛凌車廠業(yè)務拓展經(jīng)理曹洪宇稱，日產(chǎn)純電動車Leaf的充電設計就考慮到了這點，由于日本地震頻繁，電池組可在地震發(fā)生后將電能傳回電網(wǎng)，以緩解供電緊缺的壓力。

　　除行駛動力外，電動汽車的另一重要耗電因素是空調(diào)和電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。因此，需優(yōu)化高壓電池輔助系統(tǒng)的電源效率。

　　Graovac表示，英飛凌與30家歐洲廠商和學術研究機構(gòu)合作發(fā)起了E3Car（高能效電動汽車）研究項目，旨在開發(fā)使能效基準提升35%的技術。

　　SiC JFET將在2015年底出現(xiàn)

??? 　在EV和HEV的逆變器和充電器中，高功率密度、高壓、大電流的IGBT功率模塊可為混合系統(tǒng)的電機提供電能。

　　目前英飛凌HybridPACK系列功率模塊在650V高壓下，提供200A、400A、600A和800A的大電流。構(gòu)成IGBT的溝槽和場截止（trench+field-stop）單元很薄，只有40μm（見圖2），這樣可降低開關損耗，并將導通阻抗降低8倍。12英寸晶圓的產(chǎn)量是6英寸的4倍。

　　Graovac表示：“隨著開關頻率的提高，SiC材料的功率半導體器件肯定會到來。這種器件的特點是：高效、快速、高溫能力強、可靠性高，高壓能達2500V。SiC JFET可能在2015年底出現(xiàn)，可進一步提高逆變器的效率。”SiC物理特性與SiC JFET結(jié)構(gòu)如圖3所示。

?

　　圖2 構(gòu)成IGBT的溝槽和場截止（trench+field-stop）單元示意圖圖3 SiC物理特性與SiC JFET結(jié)構(gòu)示意圖

　　在EV和HEV應用方面，對開關頻率在100kHz以上、功率在10kW以下的HV-LV DC/DC轉(zhuǎn)換器和AC/DC充電器，基于MOSFET/CoolMOS和SiC的解決方案如圖4所示。對高壓、大電流逆變器及開關頻率在10kHz以上的高功率DC/DC轉(zhuǎn)換器，基于IGBT和SiC的解決方案如圖5所示。

　　圖4 對開關頻率在100kHz以上、功率在10kW以下的HV-LV DC/DC轉(zhuǎn)換器和AC/DC充電器，基于MOSFET/CoolMOS和SiC的解決方案圖5 對高壓、大電流逆變器及開關頻率在10kHz以上的高功率DC/DC轉(zhuǎn)換器，基于IGBT和SiC的解決方案　　

　　圖6 英飛凌.XT工藝與標準工藝的比較

　　此外，為了把器件結(jié)溫提高到200℃，英飛凌采用了.XT工藝（見圖6），更高的熱性能提高了輸出功率，延長了使用壽命，降低了硅及系統(tǒng)成本。與標準工藝相比，200℃結(jié)溫在器件壽命相同的情況下，可將單位硅面積的輸出功率提升60%；在輸出功率相同的情況下，可將單位硅面積的壽命延長5倍；在壽命和輸出功率相同的情況下，可將硅面積減少40%；更高溫度的冷卻液能力可不再使用低溫散熱器。

　　最后說一句關于TPMS（胎壓監(jiān)控系統(tǒng)）的題外話。據(jù)英飛凌工程師在研討會上介紹，2007年9月，美國TPMS的裝配率已達到100%。歐洲要求在2014年11月，所有的新車需裝配TPMS。日本預計在2016年實現(xiàn)100%的裝配率。而中國僅在2011年7月實施了TPMS推薦標準，筆者認為這遠遠不夠。中國汽車銷售量已達全球首位，如此多的車輛中，每年都會發(fā)生大量因爆胎引發(fā)的重大交通事故。而爆胎一旦發(fā)生，車輛極易失控，多是車毀人亡的嚴重后果。所以有必要在國內(nèi)加快TPMS的強制性要求，提高安裝率，保證駕乘者的生命安全。