对话 | 蔚来谈新一代碳化硅功率模块的研发进展

10月19日，蔚来发布第二代电驱动总成，新的180kW永磁同步电机和300kW异步感应电机，将在明年交付的轿车ET7上率先搭载，可支持ET7实现3.9秒内0-100km/h的加速。此外，蔚来也公布了新一代碳化硅功率模块的研发进展，这也让蔚来成为特斯拉之后，少有可以批量搭载碳化硅功率芯片的车企。

一次性打出高性能电驱动方案和碳化硅功率芯片的组合拳，显然是蔚来在电驱领域长期投入的结果。

自研电驱和碳化硅模块能保证产品差异化和自由度

电驱动系统是否需要大力度投入自研，行业相对保守。200kW的大功率电机正在成熟，外部供应链也相对齐全，小鹏汽车、理想汽车等新造车公司，都选择了采购第三方方案。

但是蔚来显然对此有不同理解。近期蔚来电驱动和电池工业化高级副总裁曾澍湘在接受采访时表示，第一，蔚来的定位是高性能电动车，对性能追求比较高，所以对电驱的要求就比较高，想通过外部购买成熟的产品不太容易；第二，如果只是做一种后期验证性的开发（大多数车厂这样做），就可能要在产品上做一些妥协，而蔚来通过全段能力的研发建设，可以在供应链和产品设计中增加自由度。

碳化硅功率模块是同样的例子，曾澍湘表示：“如果自身没有研发资源，就要等到别人做成逆变器以后，或者电驱总成以后才能买，“但今天货架上没有碳化硅具备量产工艺的电驱总成或者控制器，我们是自己上手把这个做出来，能比大多数的友商至少早半年到一年。”

碳化硅功率模块的抢先量产和应用

蔚来设计的碳化硅功率芯片的导通电阻为1.7毫欧，热阻为0.1摄氏度每瓦时。据蔚来电驱系统与集成部负责人毕路介绍，碳化硅可以对电机和整个系统进行优化，180kW电机综合工况功率可以做到91.5%，业内采用常规IGBT模块的三合一系统功率在88%和89%。

这次新发布的180kW永磁同步电机碳化硅模块的应用，使电控系统的综合损耗降低了4%～6%，很好的改善了ET7在城市工况下的功耗表现。

具体来看优点：

1.更耐高温，同等体积下最大电流能力提升30%以上；

2.适合更宽电压范围工作，扩展兼容性更好；

3.开关速度更快，开关时的功率损耗更小；

4.多目标优化的高速驱动电路设计，采用更小环路电感，更强驱动芯片，来实现更快的开关速度；

5.多目标优化的效率控制策略，变开关频率+离散PWM方案可以大幅降低开关损耗，分别降低35%和33.3%，而调制优化策略则能有效的将系统功率提升5%～10%。

以下是蔚来人员与媒体关于碳化硅部分的简单交流：

Q：碳化硅的研发过程是怎么样的？

A：洪文成（蔚来智能功率电子系统部负责人）：碳化硅本身的选型再到硬件的设计再到软件，其实是一个系统性的设计。

从确定要使用它回到最后去设计，短短两个月的时间，研发的同事加班加点，跟全球主要的顶级的半导体厂商在沟通他们的技术路线、产品方案以及产品性能。因为评估这个模块除了要测试这个模块本身，可能要去开发电路板，同时要开发相应的测试软件，在两个月内去锁定在目前的市场上，在将来哪一个模块的性能是最优的，而且从产业链的角度来说应用也是更加可靠安全的。

碳化硅模块最后评价有两个指标比较主要，一个是导通电阻，一个是热阻，目前测下来是1.7，是最低的，它会决定碳化硅的损耗，另外一个就是热阻0.1度每瓦，比现有的散热能力也提升了20%，因为碳化硅芯片本身的技术，以及在工艺上它采取了一个银烧结的新的工艺，所以这个在ET7上面要用的模块，是目前整个行业里面最顶级的、性能最优的模块（之一）。

Q：碳化硅的电驱系统国产化率是多少？成本上有没有优势？

A：曾澍湘：这个模块本身现在还是进口的，因为中国现在还不具备这样的产业链，最上级的衬底材料是Cree，在韩国工厂做的晶圆，到马来西亚做的模块，然后再发到中国来，然后在我们的南京工厂进行压装，是这么一个工艺路径。现阶段都是进口，还是没有任何国产化的成分。

Q：第二代电驱是否具备了800V高压电力的匹配？

A:曾澍湘：蔚来现有的平台都是在400V的架构，主要与整车和电池都有一系列的匹配，在现阶段蔚来的平台当中都是400V才够，后期上不上800V还是请大家看NIODay发布会。以后会有越来越多新的产品，我们在储备这方面的技术，这是不用质疑的，我们也看到800V的一些优势，对电机来说最大的就是绝缘的问题，这是很大的挑战。

从结果来看，无论是蔚来最开始推出的ES8，还是后期的ES6、EC6，包括还没有量产的ET7和EP9，在它们身上都能看到在全栈自研的优势下，蔚来获得的是属于自己的产品开发话语权以及行业领跑的知名度。
期待2022年1季度蔚来ET7正式交付！