市場調研數據顯示,超過 80% 的用戶對電動汽車的充電速度和續航裏程表示不滿,雖然新能源汽車市場在近幾年飛速變化,但距離滿足消費者心理預期的更高使用需求,尚有較大提升空間。預測數據顯示,到 2025 年,800V SiC 的市場占比将達到 15% 左右;不過在電動汽車全球發展提速的大趨勢下,這一預測節點也許會提前到來。
新的 800V 超充技術可以很好地解決電動汽車的裏程焦慮和充電速度慢的問題,此外,電驅動系統效率提升、降低工作損耗、減小體積也都是 800V 超充技術的優勢。因此,該技術成爲去年多家新能源汽車企業加速布局的發力點,而 2022 年也被認爲是新能源汽車行業的 "800V 元年 "。未來,以第三代半導體 SiC、GaN 爲核心的 800V 強電系統,将在汽車電驅系統、電控系統、車載充電器 OBC、DC-DC 以及非車載充電樁等領域将迎來規模化發展。
800V 新架構下的電驅技術核心是啓用 SiC、GaN 第三代半導體器件,技術的更叠爲新能源汽車帶來技術優勢的同時,也帶來了諸多挑戰,這包括汽車半導體和整個供應鏈。800V 超充技術落地實施是一個系統工程,從半導體器件、電池模組到電動汽車、充電樁、充電網絡的整套系統都需要同步推進,這是需要全産業鏈的共同努力。
從測試的角度來看 800V 電驅帶來的技術挑戰,涵蓋了多個方面,如工程師對第三代半導體器件性能不熟悉,缺少基于第三代器件的設計經驗,EMI 測試難度的增加,而原有的測試儀器和方法不能滿足全新的要求。
在 800V 電驅設計過程中,工程師在工作流程的每個階段都面對不同的測試難題。核心器件評估選型階段,要面對靜态特性與動态特性、雙脈沖測試、高帶寬電壓電流采集、通道傳輸延遲補償、功率回路寄生雜感控制、ATE 測試系統、可靠性失效機理、Vth 漂移以及 Rdson 漂移等問題。而在電驅産品開發階段,又要解決高頻高壓共模幹擾、串擾、SOA、開關損耗、磁損耗、環路響應等方面的難題。進入台架測試階段,則将可能會遇到三相相位矢量圖、電流諧波、效率測試、趨勢動态分析、DQ0、測試設備的遠程控制等等困擾。
近年來緻力于第三代半導體測試和汽車三電領域發展的泰克,能夠提供涵蓋關鍵功率器件評估選型、電驅控制電路調試和電機拖動台架測試的一站式解決方案(涉及 MSO 5B/6B 示波器、IsoVu 光隔離探頭、吉時利 SMU 2650 系列高功率源表、DPT1000A 功率器件動态參數測試系統、Edison 功率模塊動态特性測試系統等),能很好地解決第三代功率半導體 SiC、GaN 納秒級上升沿、高共模幹擾、全橋電路安全互鎖、雙脈沖、三相驅動系統等測試難題,助力 800V 新架構下電驅系統升級。
泰克去年 9 月份建立的先進半導體開放實驗室,旨在加速中國第三代半導體行業創新發展、工藝優化、良率提升,讓工程師的工作更高效更有信心。實驗室測試能力覆蓋廣、技術全,從傳統矽基器件到三代半功率器件,高壓到低壓,器件到模塊,一站式、全方位的特性測試和表征,助力定制化研發和本土化創新。