以下內(nèi)容發(fā)表在「SysPro系統(tǒng)工程智庫」知識(shí)星球-
關(guān)于最新比亞迪超級(jí)e平臺(tái)的技術(shù)方案深度揭秘,共四部分- 文字原創(chuàng),素材來源:比亞迪, Danfoss, Boschman等廠商信息- 本篇為知識(shí)星球節(jié)選,完整版報(bào)告與解讀在知識(shí)星球發(fā)布- 2020-2024,1000+國內(nèi)外動(dòng)力系統(tǒng)峰會(huì)報(bào)告與解析正在進(jìn)行,歡迎學(xué)習(xí)交流
導(dǎo)語:比亞迪,在2025年3月17日發(fā)布了其新一代純電技術(shù)平臺(tái)——超級(jí)e平臺(tái),以全域千伏高壓架構(gòu)、3萬轉(zhuǎn)電機(jī)、1500V SiC功率半導(dǎo)體、兆瓦閃充、先進(jìn)智能熱管理多項(xiàng)全球首創(chuàng)技術(shù)徹底革新了電動(dòng)車的充電效率、動(dòng)力性能和兼容性。這一平臺(tái)不僅解決了長期困擾用戶的“充電焦慮”,更將其動(dòng)力性推向了新高度,同時(shí)兼顧了經(jīng)濟(jì)性與拓展性。
在第一曲終,我們對(duì)超級(jí)e平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)特征進(jìn)行了總覽,今天我們聚焦于其1500V SiC功率半導(dǎo)體,深入剖析其核心芯片與封裝技術(shù),從技術(shù)發(fā)展背景、創(chuàng)新細(xì)節(jié)、性能優(yōu)勢(shì)、產(chǎn)業(yè)影響及未來展望等多個(gè)維度展開聊聊,以揭示:該技術(shù)如何突破行業(yè)瓶頸,技術(shù)優(yōu)勢(shì)和瓶頸在什么地方?
目錄
第一曲:一張圖看懂最新比亞迪 · 超級(jí)e純電平臺(tái)(已發(fā)布)第二曲:電驅(qū)動(dòng)技術(shù)深度解析
1. 從800V到1500V的躍遷
1.1 傳統(tǒng)電動(dòng)車電壓平臺(tái)現(xiàn)狀
1.2 高壓架構(gòu)成為發(fā)展關(guān)鍵
1.4 比亞迪的破局思路
2. 超級(jí)e平臺(tái) · 1500V SiC技術(shù)的創(chuàng)新細(xì)節(jié)
2.1 封裝架構(gòu)
2.2 雙面銀燒結(jié)工藝(知識(shí)星球發(fā)布)
2.3 高溫封裝技術(shù)(知識(shí)星球發(fā)布)
2.4 芯片布局(知識(shí)星球發(fā)布)
2.5 焊接工藝(知識(shí)星球發(fā)布)
2.6 車規(guī)級(jí)驗(yàn)證體系(知識(shí)星球發(fā)布)
2.6.1 極限環(huán)境測試
2.6.2 動(dòng)態(tài)負(fù)載模擬
2.7 供應(yīng)鏈自主化(知識(shí)星球發(fā)布)
3. 1500V SiC技術(shù),如何重新定義電動(dòng)車的效率與動(dòng)力?(知識(shí)星球發(fā)布)
3.1 核心參數(shù)對(duì)比(知識(shí)星球發(fā)布)
3.2 賦能兆瓦級(jí)快充與高轉(zhuǎn)速電機(jī)(知識(shí)星球發(fā)布)
3.2.1 兆瓦閃充
3.2.2 30000轉(zhuǎn)電機(jī)
4. 結(jié)語
第三曲:1500V SiC功率半導(dǎo)體的深度解析第四曲:30000轉(zhuǎn)電機(jī)平衡轉(zhuǎn)速與可靠性的奧秘何在?
01
從800V到1500V的躍遷
1.1 傳統(tǒng)電動(dòng)車電壓平臺(tái)現(xiàn)狀
傳統(tǒng)電動(dòng)車受限于電壓平臺(tái)與功率器件的性能,普遍采用400 - 800V架構(gòu)。這種架構(gòu)在電動(dòng)車發(fā)展初期能夠滿足基本需求,但隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和用戶對(duì)電動(dòng)車性能要求的提高,其局限性逐漸顯現(xiàn)。在較低的電壓平臺(tái)下,電動(dòng)車的充電速度、系統(tǒng)效率以及電機(jī)性能等方面都受到了不同程度的制約。
1.2 高壓架構(gòu)成為發(fā)展關(guān)鍵
隨著大功率快充需求的激增,高壓架構(gòu)成為了解決效率與充電速度的關(guān)鍵路徑。高壓架構(gòu)能夠降低電流,減少線路損耗,提高充電功率,從而提升充電速度和系統(tǒng)效率。比亞迪早在2011年便敏銳地捕捉到了這一發(fā)展趨勢(shì),率先于商用車領(lǐng)域推出800V高壓系統(tǒng),并在2021年首次將該技術(shù)下放至乘用車,如漢EV。這一舉措不僅提升了比亞迪電動(dòng)車的競爭力,也為行業(yè)樹立了標(biāo)桿。
1.3 行業(yè)痛點(diǎn)
隨著近幾年電動(dòng)汽車的發(fā)展,800V架構(gòu)系統(tǒng)已成為普遍配置,但仍存在不少痛點(diǎn)問題亟待解決,主要有:
充電速度瓶頸:普通800V系統(tǒng)的充電功率集中于300 - 500kW,受制于功率器件的耐壓與散熱能力,充電速度難以進(jìn)一步提升。在實(shí)際使用中,用戶往往需要花費(fèi)較長時(shí)間等待充電,這嚴(yán)重影響了電動(dòng)車的使用體驗(yàn)。
系統(tǒng)效率損耗:升壓模塊的存在導(dǎo)致能量轉(zhuǎn)換效率下降。在電動(dòng)車行駛過程中,升壓模塊需要不斷工作,將電池電壓升高到驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所需的電壓,這一過程會(huì)產(chǎn)生一定的能量損耗,降低了電動(dòng)車的續(xù)航里程。
電機(jī)性能天花板:驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)高壓兼容性不足,限制了電機(jī)轉(zhuǎn)速與功率密度。較低的電壓平臺(tái)使得電機(jī)的性能無法得到充分發(fā)揮,影響了電動(dòng)車的動(dòng)力性能和加速性能。
面對(duì)上述問題,比亞迪是如何解決的呢?
1.4 比亞迪的破局思路
在超級(jí)e平臺(tái)中,比亞迪選擇以“全域千伏高壓架構(gòu)”為基礎(chǔ),將電池、電機(jī)、電控、充電系統(tǒng)全面升級(jí)至1000V,并基于此將SiC功率芯片耐壓能力拉升至1500V。這一創(chuàng)新舉措徹底消除了升壓模塊的必要性,減少了能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié),直接使系統(tǒng)效率提升5%以上。通過全域千伏高壓架構(gòu),比亞迪打破了傳統(tǒng)電壓平臺(tái)的限制,為電動(dòng)車性能的提升開辟了新的道路。
在1500V SiC的加持下,超級(jí)e平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了:
單電機(jī)功率580kW:功率密度達(dá)16.4kW/kg,超越傳統(tǒng)V12發(fā)動(dòng)機(jī)性能,同時(shí)降低重量和體積
全域高效區(qū)設(shè)計(jì):電機(jī)高效區(qū)(效率>90%)覆蓋90%以上工況,,實(shí)現(xiàn)全速域效率最優(yōu)
全球首款量產(chǎn)3萬轉(zhuǎn)電機(jī):最高轉(zhuǎn)速達(dá)30511rpm,遠(yuǎn)超行業(yè)主流的2萬轉(zhuǎn)水平
那么,這一1500V SiC功率半導(dǎo)體究竟長什么樣子呢?又有怎樣的技術(shù)細(xì)節(jié)呢?
02
超級(jí)e平臺(tái) · 1500V SiC技術(shù)的創(chuàng)新細(xì)節(jié)
(知識(shí)星球發(fā)布)
2.1 封裝結(jié)構(gòu)
下圖是發(fā)布會(huì)上關(guān)于超級(jí)e平臺(tái) · 1500V SiC功率模塊的封裝結(jié)構(gòu),可以看出:
為了充分發(fā)揮1500V碳化硅芯片的性能優(yōu)勢(shì),比亞迪對(duì)功率模塊進(jìn)行了革命性升級(jí),首次采用了半橋DCM(Double Contact Module)封裝架構(gòu)。這一轉(zhuǎn)變,標(biāo)志著比亞迪高壓功率模塊的集成方式,從HPD的封裝變更為了半橋模塊的集成。

圖片來源:BYD
從外部結(jié)構(gòu)來看,這一封裝,與Danfoss DCM1000半橋很是類似,其特點(diǎn)可以簡單概括為以下幾點(diǎn):
封裝設(shè)計(jì):三端子布局(兩正一負(fù))與低電感DC電容設(shè)計(jì)
冷卻設(shè)計(jì):采用直接冷卻技術(shù)(ShowerPower 3D),基板集成三個(gè)冷卻通道,實(shí)現(xiàn)均勻溫度分布,提升散熱效率,并增強(qiáng)機(jī)械穩(wěn)定性
高可靠性技術(shù):運(yùn)用Danfoss Bond Buffer (DBB)技術(shù),提升電流承載能力和熱循環(huán)壽命,確保芯片溫度穩(wěn)定在安全范圍內(nèi);采用環(huán)氧樹脂轉(zhuǎn)移模塑封裝,確保高壓環(huán)境下的密封可靠性
材料與工藝靈活性:模塊兼容多種半導(dǎo)體材料(硅、碳化硅及混合芯片),支持不同供應(yīng)商產(chǎn)品,具有電壓和電流的可擴(kuò)展性,適用于不同功率等級(jí)的牽引逆變器設(shè)計(jì)
性能優(yōu)化:低換流電感設(shè)計(jì),適合高頻開關(guān)應(yīng)用,提升效率;高效能驗(yàn)證,輸出功率高,效率高,留有瞬態(tài)過載余量
集成化應(yīng)用支持:預(yù)置驅(qū)動(dòng)電路、傳感器接口和低電感DC電容組,簡化測試驗(yàn)證流程,加快設(shè)計(jì)周期
以下內(nèi)容發(fā)表在「SysPro系統(tǒng)工程智庫」知識(shí)星球2.2 雙面銀燒結(jié)工藝
(知識(shí)星球發(fā)布)...
2.3 高溫封裝技術(shù)
(知識(shí)星球發(fā)布)...
2.4 芯片布局
(知識(shí)星球發(fā)布)...
2.5 焊接工藝
(知識(shí)星球發(fā)布)...
2.6 車規(guī)級(jí)驗(yàn)證體系
(知識(shí)星球發(fā)布)2.6.1 極限環(huán)境測試...2.6.2 動(dòng)態(tài)負(fù)載模擬...
2.7 供應(yīng)鏈自主化(知識(shí)星球發(fā)布)...
3. 1500V SiC技術(shù),如何重新定義電動(dòng)車的效率與動(dòng)力?
(知識(shí)星球發(fā)布)3.1 核心參數(shù)對(duì)比...3.2 賦能兆瓦級(jí)快充與高轉(zhuǎn)速電機(jī)...3.2.1 兆瓦閃充...3.2.2 30000轉(zhuǎn)電機(jī)...
04
結(jié)語
到此,關(guān)于比亞迪超級(jí)e平臺(tái) 1500V SiC功率半導(dǎo)體的介紹基本結(jié)束,我們總結(jié)下:
比亞迪通過1500V SiC技術(shù)重新定義了電動(dòng)車效率與動(dòng)力。傳統(tǒng)電動(dòng)車受限于電壓平臺(tái),而比亞迪的超級(jí)e平臺(tái)采用全域千伏高壓架構(gòu),將電池、電機(jī)等系統(tǒng)升級(jí)至1000V,SiC功率芯片耐壓提至1500V,提升了系統(tǒng)效率,降低了能量損耗。
其創(chuàng)新細(xì)節(jié)包括半橋DCM封裝架構(gòu)、雙面銀燒結(jié)工藝、高溫封裝技術(shù)等,還通過優(yōu)化芯片布局、焊接工藝,及嚴(yán)格的車規(guī)級(jí)驗(yàn)證,確保性能和可靠性。此外,比亞迪實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈自主化,降低對(duì)外部依賴。該技術(shù)使電動(dòng)車充電更快、動(dòng)力更強(qiáng),如支持兆瓦閃充和30000轉(zhuǎn)電機(jī)。
其實(shí),整理這篇文章的過程中還衍伸出很多的疑問和技術(shù)細(xì)節(jié)問題,這些內(nèi)容我們會(huì)在后續(xù)的文章中進(jìn)行專題說明。感謝你的閱讀,希望有所幫助!
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