特斯拉在華召回12.7萬餘倆汽車!又是逆變器惹的禍?

目前,從國家市場監督管理總局官網瞭解到,特斯拉汽車(北京)有限公司、特斯拉(上海)有限公司根據《缺陷汽車產品召回管理條例》和《缺陷汽車產品召回管理條例實施辦法》決定召回127785輛(進口Model 3 34207輛,國產Model 3 93578輛)電動汽車。

據此我們可以來分析一下和本次召回原因相關的一些想法,大眾關注的點主要是:汽車逆變器能不能正常控制電流、功率半導體元件(器件/晶片)、逆變器的發展趨勢等。

相信很多人都會好奇,什麼是逆變器?什麼又是功率半導體元件?它們為什麼會起著如此重要的作用?

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電機是“心臟”,逆變器就是主動脈

我們都知道,新能源汽車最核心的技術就是“三電”,

逆變器就屬於電驅系統的一部分。

新能源汽車能夠跑起來是因為電機帶動了車輪,而電機的電力來源則是電池,但問題在於電池儲存的電力並不能直接驅動電機,因為動力電池是以直流電儲存,電機使用的是交流電,那麼這個時候逆變器就派上用場了。

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逆變器接收整車控制器VCU的行駛控制指令後,在驅動過程中將電池中的直流電轉化為電機需要的三相交流電,

同時電動汽車逆變器會智慧調節幅值和頻率,頻率控制電動汽車的速度,幅值控制汽車的動力大小;

而在新能源汽車的制動過程中又能起到回收電能的作用,其效能直接關係到電機的功率輸出表現和新能源汽車的續航表現,

是新能源汽車的核心零件之一。

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特斯拉是第一家在其Model 3中整合全SiC功率模組的車企,工程設計部門直接與意法半導體的合作,特斯拉逆變器由24個1-in-1功率模組組成,這些模組組裝在針翅式散熱器上。

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在這個SiC的期間上面,想了很多的辦法來連線。

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如下圖所示,實際的連線還有很多的細節,在拆解過程中發現,為了有效的做好這些連線,使用了大量的鐳射焊接的工藝,來把MOSFET與銅母線相連。

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特斯拉此次召回的原因則是逆變器製造差異所致。

逆變器是新能源發電裝置的核心元件,是能將直流電能轉變成定頻定壓或調頻調壓交流電的轉換器。它通常由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。發電裝置需要藉助逆變器將直流電轉換為交流電,才能將產生的電能供負載使用,同時也需要將電網的交流電整流為直流電,給儲能系統充電。

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逆變器的發展趨勢

逆變器的核心元件由電容、電感、IGBT等組成,上游為電子元器件供應商,包括半導體元器件、電容、積體電路、電感和散熱器等。以IGBT為例,長期以來英飛凌、意法半導體、德州儀器、安森美、羅姆、三菱、富士電機佔有大部分IGBT主要市場份額,

而國內主要代表為士蘭微、斯達半導、新潔能、時代電氣、揚傑科技、聞泰科技等。

特斯拉在華召回12.7萬餘倆汽車!又是逆變器惹的禍?

圖源:英飛凌

從目前來看,逆變器已經成為汽車的標配。

據統計,2020-2026全球汽逆變器市場將從47億元增至195億美元,複合增速為27%;其中純電動汽車佔60%,2026年對應市場空間118億美元。

如今的逆變器已經有了幾個明顯的發展趨勢,

一個是高功率化,

隨著外界電器功率的越來越高,對於逆變器的要求也越來越高;

二是安全性要求高,

逆變器對電磁相容性提出了更高的要求;

三是輕量化,

在同等功率及安全性條件下,重量和體積越輕越好;

四是智慧整合化,

如智慧調節負載功率、輸出電壓等有效降低熱損耗,使逆變器處於最優工作狀態。

對於現在的新能源汽車而言,逆變器的重要性越來越高,相應對於廠商的要求也就越來越高,此次特斯拉Model 3逆變器的問題,

對國內廠商而言,既是警示,也是鞭策。

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功率半導體元件

功率半導體元件是屬於模擬半導體的用於功率控制的半導體元件,

通常稱為功率器件

,包括整流二極體,功率電晶體(功率MOSFET,絕緣柵雙極電晶體(IGBT)),閘流體和柵極。

值得一提的是,

電動汽車逆變器的核心就是功率半導體器件,

它主要用於改變電壓和頻率,在逆變器中起到將直流電轉換為交流電的作用,

是逆變器實現電力轉換的關鍵所在。

前段時間一位Model 3車主爆料稱,自己駕駛車輛在高速以100km/h的速度行駛時,中控屏突然顯示“車輛無法繼續行駛,請立即停車”的字樣,即便是深踩電門車輛仍毫無反應,估計就是逆變器功率半導體元件導致的。

依此來看特斯拉召回的主要原因是“後電機逆變器功率半導體元件可能存在微小的製造差異”。

現在的功率半導體元件都是在半導體代工廠大規模生產,上游功率半導體工藝都在奈米級,後道封裝工藝要求也很高,非常重視良率。目前,6英寸晶圓良率達97%以上,碳化矽功率半導體元件生產線良率也在90%。

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總結

綜上所述,我們能夠發現,

一方面,特斯拉確實有較高的技術水平,創新理念也是層出不窮;另一方面,特斯拉在質量安全以及可靠性上,確實存在一些問題。

比如,裝配工藝不過關、對自動駕駛功能過度宣傳、自燃事故頻發、晶片裝配像造盲盒等,但是這些問題點始終沒有一個很好的解決方案,這無疑給特斯拉蒙上了一層陰影。儘管如此,它還是獲得了很多消費者的追捧,在全球範圍內熱銷。

那在這樣的發展勢頭下,特斯拉就完全可以“真誠”一點,對於自己成長曆程中的小錯誤、小問題坦然承認、好好改正,邁出更好的一步。

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