加入星计划,您可以享受以下权益:

  • 创作内容快速变现
  • 行业影响力扩散
  • 作品版权保护
  • 300W+ 专业用户
  • 1.5W+ 优质创作者
  • 5000+ 长期合作伙伴
立即加入
  • 正文
    •  赔偿的背景
  • 推荐器件
  • 相关推荐
  • 电子产业图谱
申请入驻 产业图谱

汽车车载充电机应用SiC器件存在哪些问题?

2020/10/11
381
阅读需 5 分钟
加入交流群
扫码加入
获取工程师必备礼包
参与热点资讯讨论

谈一下之前所说的 SiC 的器件使用问题,在国内发生了一个案例,笔者做过一番采访和调研之后做了一些整理,涉及三方(车企、零部件厂商和器件厂家),具体可以参考零部件厂商相关公告。

 赔偿的背景

关于欣锐科技在某个车企的产品上出现问题的始末,已见诸财经证券类媒体报道,深圳欣锐科技股份有限公司(SZ,300745)的公告是这么说的:“公司因供应商 A 供应的电子元器件本身存在质量瑕疵,导致公司供应给客户 B 的车载充电机出现质量问题。公司将对故障 OBC 向客户 B 进行赔偿并预留质量保证金,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销售给其他客户的 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。欣锐科技是 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。

笔者通过调研,特斯拉的最新的车载充电机里面也应用了碳化硅器件,如下图所示:

欣锐和特斯拉一样,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。特斯拉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。

从这个事件来看,笔者认为有以下几个方面值得思考: 

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 DFMEA,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。

推荐器件

更多器件
器件型号 数量 器件厂商 器件描述 数据手册 ECAD模型 风险等级 参考价格 更多信息
VNH7040AYTR 1 STMicroelectronics Automotive fully integrated H-bridge motor driver
$5.3 查看
ACS723LLCTR-40AU-T 1 Allegro MicroSystems LLC Analog Circuit, 1 Func, BICMOS, PDSO8, LEAD FREE, MS-012AA, SOIC-8

ECAD模型

下载ECAD模型
$4.46 查看
VNH7100BASTR 1 STMicroelectronics Automotive fully integrated H-bridge motor driver

ECAD模型

下载ECAD模型
$2.97 查看

相关推荐

电子产业图谱

笔者 朱玉龙,一名汽车行业的工程师,2008年入行,做的是让人看不透的新能源汽车行业。我学的是测试和电路,从汽车电子硬件开始起步,现在在做子系统和产品方面的工作。汽车产业虽然已经被人视为夕阳产业,不过我相信未来衣食住行中的行,汽车仍是实现个人自由的不二工具,愿在汽车电子电气的工程方面耕耘和努力,更愿与同行和感兴趣的朋友分享见解。