一、为什么说新能源汽车的核心是IGBT

IGBT约占电机驱动系统成本的一半，而电机驱动系统占整车成本的15-20%，也就是说IGBT占整车成本的7-10%，是除电池之外成本第二高的元件，也决定了整车的能源效率。不仅电机驱动要用IGBT，新能源的发电机和空调部分一般也需要IGBT。不仅是新能源车，直流充电桩和机车(高铁)的核心也是IGBT管，直流充电桩30%的原材料成本就是IGBT。电力机车一般需要 500个IGBT模块，动车组需要超过100个IGBT模块，一节地铁需要50-80个 IGBT模块。三菱电机的HVIGBT已经成为业内默认的标准，中国的高速机车用IGBT由三菱完全垄断，同时欧洲的阿尔斯通、西门子、庞巴迪也是一半以上采用三菱电机的IGBT。

除了日系厂家，英飞凌包揽了几乎所有电动车的IGBT，而三菱电机则沉醉于中国高铁的丰厚利润中无法自拔，在低于2500V市场几乎一无所获。2016年全球电动车销量大约200万辆，共消耗了大约9亿美元的IGBT管，平均每辆车大约450美元，是电动车里除电池外昂贵的部件。其中，混合动力和PHEV大约77万辆，每辆车需要大约300美元的IGBT，纯电动车大约123万辆，平均每辆车使用540美元的IGBT，大功率的纯电公交车用的IGBT可能超过1000美元。

什么是 IGBT?IGBT是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。与以前的各种电力电子器件相比，IGBT具有以下特点：高输入阻抗，可采用通用低成本的驱动线路;高速开关特性;导通状态低损耗。IGBT兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点，在综合性能方面占有明显优势，非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。对于混合动力，除驱动电机外，另外还有一个发电机，可以由汽车的发动机带动其发电，然后通过IGBT模块AC/DC转换后向电池充电。在DM车型中，该发电机还可以充当驱动电机的作用。IGBT常见的形式其实是模块(Module)，而不是单管。模块的3个基本特征：多个芯片以绝缘方式组装到金属基板上;空心塑壳封装，与空气的隔绝材料是高压硅脂或者硅脂，以及其他可能的软性绝缘材料;同一个制造商、同一技术系列的产品，IGBT模块的技术特性与同等规格的IGBT单管基本相同。

模块的主要优势有以下几个多个IGBT芯片并联，IGBT的电流规格更大。多个IGBT芯片按照特定的电路形式组合，如半桥、全桥等，可以减少外部电路连接的复杂性。多个IGBT芯片处于同一个金属基板上，等于是在独立的散热器与IGBT芯片之间增加了一块均热板，工作更可靠。一个模块内的多个IGBT芯片经过了模块制造商的筛选，其参数一致性比市售分立元件要好。模块中多个IGBT芯片之间的连接与多个分立形式的单管进行外部连接相比，电路布局更好，引线电感更小。模块的外部引线端子更适合高压和大电流连接。同一制造商的同系列产品，模块的高电压等级一般会比IGBT单管高1-2个等级，如果单管产品的高电压规格为1700V，则模块有2500V、3300V乃至更高电压规格的产品。晶圆上的一个小全功能单元称为Cell，晶圆分割后的小单元，构成IGBT单管或者模块的一个单元的芯片单元，合称为IGBT的管芯。

一个IGBT管芯称为模块的一个单元，也称为模块单元、模块的管芯。模块单元与IGBT管芯的区别在终产品，模块单元没有独立的封装，而管芯都有独立的封装，成为一个IGBT管。近来还有一种叫IPM的模块，把门级驱动和保护电路也封装进IGBT模块内部，这是给那些懒的工程师用的，不过工作频率自然不能太高咯。单管的价格要远低于模块，但是单管的可靠性远不及模块。全球除特斯拉和那些低速电动车外，全部都是使用模块，只有特斯拉对成本的重视程度远高于对人命的重视程度。特斯拉Model X使用132个IGBT管，由英飞凌提供，其中后电机为96个，前电机为36个，每个单管的价格大约4-5美元，合计大约650美元。如果改用模块的话，估计需要12-16个模块，成本大约1200-1600美元。特斯拉使用单管的原因主要是成本，尤其是其功率比一般的电动车要大不少，加上设计开发周期短，不得不采用单管设计。相比宝马I3，采用英飞凌新型HybridPACK 2模块设计，每个模块内含6个单管型IGBT，750V/660A，电流超大，只需要两个模块即可，体积大大缩小，成本大约300美元。

二、新能源汽车动力电池故障原因是什么

【太平洋汽车网】一般情况下，造成单体电池前两种故障的原因可能是，动力电池成组时单体电池一致性问题，单体电池的SOC、容量、内阻本身就有差异；单体电池在成组应用过程中由于应用环境差异（如温度、充放电电流）导致的一致性差异增加，加剧单体电池的不一致性。

单体电池故障单体电池故障主要有下列三种：01故障电池性能正常，无需更换，对应故障有单体电池SOC偏低和单体电池SOC偏高。

02故障电池再活性能衰退严重，应及时更换，对应故障有单体电池容量不足和单体电池内阻偏大。

03故障电池影响行车安全，对应故障有单体电池内部短路；单体电池外部短路；单体电池极性装反；在强振动下锂离子电池的极耳、极片上的活性物质、接线柱、外部连线和焊点可能会折断或脱落，引发单体电池内部短路或者外部短路故障。

一般情况下，造成单体电池前两种故障的原因可能是，动力电池成组时单体电池一致性问题，单体电池的SOC、容量、内阻本身就有差异；单体电池在成组应用过程中由于应用环境差异（如温度、充放电电流）导致的一致性差异增加，加剧单体电池的不一致性。

电池管理系统故障电池管理系统故障包括CAN通信故障、总电压测量故障、单体电压测量故障、温度测量故障、电流测量故障、继电器故障、加热器故障和冷却系统故障等。

线路或连接件故障线路或连接件故障的诊断对于保证行车安全和整车的可靠性同样重要。例如，由于汽车的振动，电池间的连接螺栓可能会出现松动，电池间接触电阻增大，发生电池间虚接故障，导致电池组内部能量损耗增加，造成汽车动力不足和续驶里程短，在极端情况下还能导致高温，产生电弧，熔化电池电极和连接片，甚至造成电池着火等极端的电池安全事故。

在电动汽车运行过程中，单体电池之间可能出现相对跳动，造成两电池间的连接片折断。电池箱与电动汽车的电气连接也是故障的高发点，电插接器在经历长时间振动后容易虚接，出现易烧蚀、接触不良等故障。

动力电池系统常见故障原因及排除方法见下表：几种电动汽车电池装置常见故障见下表：电动机驱动系统电动机驱动系统的故障主要有电动机故障和电动机控制器故障两种。

电动机的故障可分为机械故障和电气故障。

机械方面的主要故障有定子铁芯损坏、转子铁芯损坏、轴承损坏和转轴损坏，其故障原因有振动、润滑不充分、转速过高、静载过大或过热而引起的磨损、压痕、腐蚀、电蚀和开裂等；电气方面的故障则主要是定子绕组故障和转子绕组故障，故障原因有电动机绕组接地、短路、断路、接触不良和笼型转子导条断条等。

电动机控制器的故障主要有IGBT故障、输入电源线与接地线故障、整流二极管短路、直流母线接地错误、直流侧电容短路、晶闸管短路、温度超限报警、相电流过流、过电压和欠电压等高压电气系统故障。

（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）

三、新能源汽车中IGBT的具体应用有哪几方面***

在新能源汽车中，IGBT（绝缘栅双极型晶体管）用于各种应用，包括但不限于以下几个方面：

1.电机驱动控制：IGBT被广泛用于电动汽车的电机控制系统，控制电机的速度和扭矩。它们实现了电能从电池到电机的高效能量转换。

2.逆变器：IGBT用于逆变器，将电池提供的直流电转换为电动机所需的交流电。这有助于控制电机的速度和转矩，以实现加速、减速和回馈能量到电池。

3.充电器控制：IGBT用于充电器系统，以控制电池的充电速率和状态。这有助于延长电池寿命和优化充电效率。

4. DC-DC转换器：在电动汽车中，电池通常提供不同电压的直流电，而车辆的不同部分可能需要不同电压级别。IGBT用于DC-DC转换器，以便将电能从一个电压级别转换到另一个。

5.电动辅助系统：IGBT还用于电动汽车的辅助系统，如电子助力转向、制动控制和空调。这些系统依赖于IGBT来控制相关电动机或执行器。

6.电池管理系统：电池管理系统中的电流控制、电压监测等功能通常依赖于IGBT模块。

这些是IGBT在新能源汽车中的主要应用，它们对于提高电动汽车的性能、效率和可持续性至关重要。 IGVT的高效能量转换特性使其成为这些应用的**。

四、典型新能源汽车电机控制器内igbt模块。有几个igbt组成

典型的新能源汽车电机控制器内的IGBT（绝缘栅双极型晶体管）模块通常由多个IGBT器件组成，具体数量取决于控制器的设计和所需功率。一般来说，这些模块包括 6至 24个 IGBT晶体管。

这些 IGBT模块用于电机控制，通过改变电流来调整电机的转速和功率输出。IGBT模块在电动汽车中起到关键作用，它们负责将电池供电的直流电转换为电机所需的交流电，从而控制车辆的加速和制动。这些模块通常设计成高性能和高效率，以确保电机能够以可控制的方式运行，从而提供所需的动力。