國際汽聯電動方程式錦標賽三亞站結束 揭密極速賽車的幕后英雄

隨著2018-19賽季ABB國際汽聯電動方程式錦標賽第六輪比賽結束，衛冕冠軍讓-埃里克·維爾涅在車隊主場2019電動方程式FWD富衛三亞站拿下本賽季首個分站冠軍，令賽場響起中國國歌。電動方程式第五賽季開賽以來，六場比賽的冠軍分別由六支車隊的六位不同車手獲得。

圖1：代表中國出賽的DS車隊車手獲得了本輪電動方程式錦標賽冠軍，推動新能源汽車落地的海南三亞市看起來是DS車隊的福地。

在燃油汽車賽事中，汽車的引擎好壞是賽車手能夠拿到好成績的關鍵。那么電動方程式賽事中，最關鍵的技術是什么呢？高密度的電池，開關磁阻技術的馬達驅動技術，還是電動汽車中的功率器件？也許不同的人會有不同的看法。

在普通人看來，EV的續航最大的瓶頸是電池技術的變革。而喜愛飆車的人，自然會更在意車子的加速能力。但到了全世界最頂級的電動方程式比賽中，賽車手和車隊技術人員，更在意的卻是汽車的逆變器。從較早采用的IGBT配電池，到近幾年的SiC配電池的組合，讓賽事進入到了一個新的階段。

此前，在3月10日進行的香港分站賽中，由半導體廠商羅姆贊助的文圖瑞車隊選手愛德華多·莫塔拉奪得分站冠軍，使這支來自摩納哥的Formula E車隊備受矚目。電子發燒友記者在現場，采訪了文圖瑞車隊CTO（圖2）。他認真回答記者提出的各種技術問題，其中談到采用SiC逆變器，對于賽車性能的變化時，他表示SiC逆變器取代IGBT逆變器，效率提升了3~8%。由于重量減輕和電池效率提升，賽車的續航距離從300公里提升到了324公里?！皬牧硪粋€角度來看，賽車效率提升，可以將100kWH的電池縮減至92kWH的電池尺寸，可以降低電池的成本?！彼f。

同樣續航的EV，只是通過逆變器技術從IGBT至SiC的改變，就可以縮小電池的尺寸重量。這是從賽車的角度來看。如果是消費者用車的角度來看，同樣成本的電池，只要搭配SiC逆變器，那就可以直接提升續航距離。以傳統燃油車的角度來看，這就是一個更為省油的電動機！

當然，作為電動汽車行業最重要的賽事，電動賽車不僅是為了宣傳贊助商而進行比賽。在全球不同地方進行賽事，Formula-E還承擔著各種前沿技術的測試工作。例如，在沙特德拉伊都、中國海南三亞、中國香港這種高溫的城市的公路賽道上飛馳，極為干燥和極為潮濕的天氣下，賽車會有什么不同的影響，就需要收集各種數據進行監測。文圖瑞車隊技術工程師在賽前頭一天的預熱中，認真地觀察著車子和車手的狀況。（上圖）他對著賽道實況講解現在車手在高溫高濕狀況下要注意的問題。

“溫度對于電池驅動的汽車會有很大的影響，賽道路面上的氣溫會超過80度，甚至更高。汽車需要通過傳感器收集各種數據，包括電池的續航的變化。在高溫下的電機的效率、電池的續航、胎壓的變化以及車手的狀況，我們都要做細致的研究?！?/p>

顯然，這次三亞比賽的正常舉行，證明了高溫高濕氣候下高速飛馳的電動汽車經受住了考驗。最為難得的是，采用SiC和鋰電池的電動汽車，甚至在南極地區極寒的氣溫下也同樣經受的考驗，電動汽車每年的賽事，正在如當年國際汽聯的燃油車賽事一樣，推動著汽車新技術的研究，和向普通消費者來普及新技術。

全球更節能更環保的電動汽車取代燃油汽車在越來越多的發達國家中定下來日程，未來電動汽車的興起，對于核心功率器件的需求一定會快速上升。SiC功率器件與傳統的Si器件相比，具有更高速開關的特性，功率轉換更高效，開關損耗減少，同時可以更小型化和輕量化。不僅SiC模塊本身可以小型化，其功率元器件周邊的線圈、電容和散熱裝置也同樣可以更小型化，優勢非常明顯。

日本京都大學教授 松波弘之在1987年發現了SiC技術，羅姆在2000年12月全球首家成功實現 SiC-DMOSFET的產業化并開始量產。2004年羅姆與京都大學聯合開發出SiC MOSFET原型，2008年在汽車行業率先采用，與本田聯合研究混動汽車上的SiC功率模塊。

2009年羅姆收購德國晶圓制造商SiCrystal，2010年不僅實現 SiC肖特基二極管的量產，還在全球率先實現SiC-MOSFET的量產。2015年羅姆還實現了全球首次的在芯片表面設置了Trench的SiC溝槽型MOSFET的量產。

圖片來源： VENTURI Formula E 文圖瑞車隊

宛如飛馳人生的賽場，雖然沒有燃油發動機F1車那樣的轟鳴，但賽車給觀眾的感覺同樣非常震撼。在電子發燒友記者看來，這些電動汽車的背后的技術進步才是讓我們震撼的地方。

圖：羅姆為文圖瑞Formula E車隊提供技術支持的全SiC模塊(G型封裝)

電動汽車的頂級賽事，無疑會進一步帶動EV的市場。SiC功率元器件已經在迎來井噴，在太陽能發電、EV充電站、伺服電源領域，SiC功率元器件的應用案例在不斷增加。甚至已經在研發將SiC應用到飛機上。為了滿足不斷增長的需求，羅姆計劃在日本福岡投資6000億日元擴建一座新工廠以增加產能，服務全球不同類型的客戶。目前全世界SiC排名前三的分別上Wolfspeed、英飛凌和羅姆，未來的羅姆透露其SiC的一個小目標：到2025年占全球SiC元器件市場的30%。

最后獻上作者本想私藏的福利圖，以對大家有耐心看到文章末尾表示感謝。

電子發燒友記者與羅姆贊助的文圖瑞車隊巴西車手菲利佩·馬薩一起合影（馬薩曾是大名鼎鼎的F1冠軍）。能與F1冠軍賽車手的親密合影，感覺可以吹一輩子了。