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SiC器件在各个品牌汽车上的主要应用有哪些?2021年的SiC用量如何?2022年增长情况?

2021-10-25 汽车电子设计 阅读:
目前开发大功率快充在新造车浪潮里处在一个加速状态,后面这一波SiC属于强需求,2022年这些加总的量不多,到了2023年基本是国内大爆发的状态。

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我想在周末估算下SiC在车辆上的使用,通过这个数据能让我们粗略评估出未来的使用量。可能估算比较简单,主要是从这个数据里面做一些推演。xpYednc

我认为智能电动汽车硬件的三个基本要素为电芯、功率芯片和高算力芯片,这是三根最基本的柱子。顺着这个思路,我们可以对英飞凌、安森美和Wolfspeed等几家公司做一些判断。xpYednc

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目前使用SiC的车企和车辆xpYednc

为什么使用SiC器件来做逆变器的核心,主要是和电池和电机功率有关系,在《Silicon Carbide in the UK Electric Vehicles and Beyond》一文里面有这么一张图。xpYednc

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目前全球范围内,SiC的器件主要应用为:xpYednc

  • Tesla:全系标配基于400V 电压体系的650V SiC器件
  • 现代和起亚:现代的Ioniq 5 和起亚的EV6两款车,后续还有Genesis G80 BEV
  • 比亚迪:比亚迪的四驱版本里面用了碳化硅

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图2 现有的车型电池能量vs电机功率
按照目前的情况来看,2021年1-9月份碳化硅在逆变器上应用的车型:
特斯拉:2021年现在交付了62.7万台,按照这个趋势Q4 28万台,今年预计能实现90万台左右
现代 Ioniq 5 2021年交付38,517 辆,按照这个趋势可以交付6.5-7万台左右,起亚的EV6为7508台,按照目前的趋势2021年1.8-2万台,Genesis G80 BEV 1-9月327 辆,2021年全年1000台,所有这些加起来大概在8.4-9.1万台
比亚迪:四驱的车型大概在1.6万台,每个月四驱大概在1500台,估计今年2万台
按照这个算法,今年预计有101.1万台纯电动汽车采用了SiC的主逆变器,整体的规模主要是跟着特斯拉的需求在扩大规模。

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图3 目前SiC的主导玩家仍主要是特斯拉
根据英飞凌最新的材料(下图)显示,我们看到英飞凌是现代EMP系列SiC的主要提供商;美国的车企中,根据当前的信息猜测,可能是第一个导入SiC的是通用汽车,因为之前有一则消息:Wolfspeed宣布,与通用汽车达成了一项战略供应协议,为通用汽车未来的电动汽车提供碳化硅;而下图中亚洲OEM可能是韩国车企;小鹏则是第一次明确800V的SiC平台。

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图4 英飞凌的SiC平台和SiC的差异
从2022年开始,我们可以估算下整体的用量:
Tesla:2022年估计有很大的提升,随着德州和柏林工厂的提升,从2021年的90万,提升到140-150可期;
GM:按照通用的调性,估计2022年800V的系统卖个1-2万台;
现代:2022年可能有16万台800V的使用SiC的汽车;
起亚:2022年能有8-10万台800V的使用SiC的汽车;
蔚来:2022年ET7预计交付1-1.5万台;
比亚迪:按照这个逻辑2022年能拉高到10万台;
奥迪和保时捷:新的PPE平台,做个5-10万台,主要是不知道PPE的实际状态如何
小鹏:2022年Q4交付的800V,估计1-2万台,大头还是在后面
按照我现在的了解,目前开发大功率快充在新造车浪潮里处在一个加速状态,后面这一波SiC属于强需求,2022年这些加总的量不多,到了2023年基本是国内大爆发的状态

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图5 主要汽车企业的SiC使用的速度

小结:我觉得800V虽然对于整体的绝缘提出了挑战,但是这已经成为了一个高端车挑战的平台,后面的局面可能就是400V在800V面前抬不起头——至少800V的定位已经在高端,比400V的主要的优势是高功率下的效率差异和快充的差异。

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