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Formula E三亚风驰电掣 罗姆SiC器件大放异彩
lijian | 2019-04-17 17:00:37    阅读:4935   发布文章

汽车是全世界最普及的交通工具,赛车作为风靡全世界的运动,一直是最先进汽车科技的展示舞台。随着石化能源的紧缺,电动汽车已经成为全世界汽车产业发展的方向,中国,欧洲和美国几个主要市场都将电动汽车作为未来汽车发展的唯一方向,在这样的大市场需求下,正如当年F1作为顶级汽车科技的集中竞技场一样,Formula E则是FIA搭建的专门展示电动汽车先进技术的竞赛。FIA在2014年启动了全新的Formula E电动方程式竞赛项目,旨在为电动汽车的先进技术提供一个全面展示和应用的机会。

 

作为汽车电子以及功率器件方面的主要供应商,罗姆半导体的各种产品广泛应用在汽车中,特别是在电动汽车的逆变器方面,罗姆通过积极参与到Formula E的赛车设计中,展示其先进的科技实力,并将其出色性能传递给更多的用户。2018到2019赛季三亚站的比赛期间,罗姆特别邀请媒体零距离接触Formula E,感受罗姆的技术和产品带来的先进体验。


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罗姆从第三赛季就加入到Formula E赛季技术支持中,并成为了文图瑞(Venturi)车队的官方技术合作商,随后不断加深了双方的技术和商务赞助合作,比如从最初仅提供SiC肖特基势垒二极管到提供包含MOSFET的全SiC功率模块。随着像日产、BMW以及随后的奔驰及保时捷等车厂巨头不断加入,Formula E的技术投入变得越来越强大。2018-2019赛季的Formula E对规则进行了较大的改进,电池容量加倍提升,从而支持赛车一跑到底,另一方面最高时速从235km/h提升到280km/h,这就对整个赛季的动力单元和功耗控制提出全新的挑战。作为一家来自摩纳哥的小车队,文图瑞车队的投入和技术实力在Formula E中并不算强,但罗姆的加入能够在技术方面为车队进行不小的提升,特别是罗姆的SiC逆变器通过高集成度研发降低了器件的重量并提升了输出能力,从而给赛车更好的动力支持和能源管理。

 

作为传统汽车中很少出现的零件单元,逆变器对电动汽车的价值在哪里?如果说电机对应燃油发动机,电池对应了油箱,那么逆变器就相当于是油箱和燃油发动机之间的传输纽带,肩负着控制来自电池的电力并传输到电机的重任,负责在直流转换交流时对电机进行精准的转速控制,从而在尽量小的功率损耗前提下实现电机输出的最优化控制,可以说逆变器还在某种程度上扮演了传统汽车变速箱的角色。如今伴随着电动汽车电池容量的增加和电机节能性和转速的提升,逆变器的高效化和小型化成为电动汽车节能的关键所在,通过尽可能减少逆变器在控制电机时的损耗提升效率,并通过减少逆变器及相关冷却外围装置的尺寸来缩减整体尺寸都是非常重要的技术要求,选择SiC的逆变器相比传统硅器件可以显著降低功率转换的损耗,提升其3%-8%的工作效率,进一步实现整车的工作节能,从而让相同容量的电池延长续航的距离。

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具体到Formula E的赛车设计中,文图瑞车队的技术主管介绍,从第四赛季开始采用罗姆的一体化SiC全功率模块,实现了相比第二赛季43%的尺寸节省及6kg的重量减轻,即使相比于第三赛季尺寸也减少了30%,重量减轻了4kg。重量和尺寸的优化意味着在尺寸要求极为苛刻而质量又要求恒定的Formula E赛车内可以容纳更多的元器件,从而更好的提升其赛车的性能。特别是随着本赛季电池容量的增加,节约空间和重量能够让车队更灵活的进行赛车的零部件选择,保持赛车性能的领先性。当然,Formula E未来还将进一步提升速度到超过300km/h,届时更强大的动力需求将会对逆变器的高效性提出更高的挑战,基于SiC的一体化全功率模块无疑可以带来更大的效率提升,能够进一步为文图瑞的赛车提供技术优势。

 

相比于众多汽车巨头们组建的车队,文图瑞在Formula E的十一支车队的整体技术并不占优,但罗姆的SiC逆变器能够帮助文图瑞始终保持在极具竞争力的位置,并且在第三站取得第四名,第四站登上领奖台,第五站更是登顶香港站的好成绩。这次三亚站虽然两辆赛车因为某些战术上的原因只取得了1个积分,但在半数赛车出局的情况下两辆赛车均完成比赛已经非常难得,让车队成为2018-19赛季以来唯一的没有退赛纪录的车队,足见罗姆SiC器件的稳定性。特别的,因为这个赛季需要电池一跑到底,因此出色的完赛纪录让罗姆SiC全功率模块的功率管理能力得到了实战的证明,在三亚站比赛中,文图瑞的两辆赛车完赛时还有10%左右的电量剩余。

 

罗姆半导体(北京)有限公司技术中心所长水原德健介绍,SiC的需求不断增大,罗姆现在的产能还远远不足,未来罗姆将投入巨资进行生产线的扩充,希望到2025年实现16倍于2017年的生产能力,并逐步导入6英寸的产线,满足日益增长的电动汽车及相关汽车电子的要求。


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