里程焦慮仍是電車最大困擾，汽車動力總成設計升級刻不容緩

此前TrendForce集邦咨詢全球電動車逆變器市場數據顯示2023年第四季度全球電動車逆變器裝機量達714萬套，并且報告中指出，逆變器市場增長的主要推動力來自純電動車。純電動車的逆變器占整體電動車逆變器總裝機量約53%，并貢獻了超六成的市場規模，2023年第四季電動車逆變器達約44億美元。而TrendForce的最新數據很直觀地反映了里程焦慮仍然是消費者目前最大的決定因素。絕大多數消費者對電動汽車在續航里程上的“不確定性”顧慮仍然沒有消除。

純電車占比不升反降，油電混合動力車及插電混合式電動車補上了空缺。根據TrendForce另一份統計報告，2024年第一季度全球新能源車（包含純電動車、插電混合式電動車、氫燃料電池車）共計銷售284.2萬輛，年增長16.9%，為近三年首次單季年增長低于20%。其中，純電動車銷量為180萬輛，年增長4.2%，插電混合式電動車則銷售104.1萬輛，年增長48.3%。

純電車的需求明顯放緩，混合動力型態的電動車憑借其更好的續航表現現階段更受青睞。想要延長車輛的續航里程，從電池著手自然是其中一種選擇，增加電池尺寸從而增加電池容量以此增強車輛的續航能力是最簡單的辦法。不過在能效沒有提高的情況下，一味增加電池尺寸從而增加電池容量以此增強車輛的續航能力的這種改進是以車輛成本和重量為代價的，這一方法現在已不可取。

提高汽車能源轉換效率才是重中之重，汽車動力總成設計中的牽引逆變器的升級變得刻不容緩。不論是油電混合、插電混合式還是純電車，都需要車載牽引逆變器這一核心器件，它將來自車載高壓電池的直流電轉換為交流電，提供給控制動力驅動的主電機，對汽車的續航里程、性能和駕駛體驗的影響很大。牽引式逆變器的升級，能夠提高功率密度與電機轉速，達到更高的效率，最大限度地減少開關損耗，提高熱效率，并支持再生制動來為電池充電。

牽引逆變器效率的提高是提高動力傳動系統能源效率的關鍵，能效的提高使得車輛有更多可利用的能量來保證續航。續航里程的改進只是一方面，牽引逆變器的改進，還可以提高功能安全性能、降低成本、改善駕駛體驗解決一系列電動汽車市場面臨的問題。

半導體技術引領牽引逆變器性能提升

通過改進牽引逆變器設計，更高效地將直流電源轉換為交流電源，從而驅動多相電機是非常有必要的。其中安全有效地控制和保護開關管（IGBT/SiC）是核心環節。牽引逆變器的高壓功率開關是減小損耗的核心部分。對于目前用于牽引逆變器的硅基 MOSFET和IGBT，電車配置已經逼近了此類器件的極限。當電壓區間再提高，開關頻率再提高，硅基MOSFET和IGBT在開關快速切換中的損耗會大大降低效率。

去年第四季裝配SiC功率芯片的逆變器已占整體逆變器裝機量15%，逆變器高壓功率開關向碳化硅的轉變正在穩步推進。不久前，吉利汽車與意法半導體簽署了一份長期碳化硅供應協議，加速雙方在SiC器件方面的現有合作。意法半導體將為吉利汽車旗下多個品牌的中高端純電動汽車提供SiC功率器件，幫助吉利提高電動車性能，加快充電速度，延長續航里程，深化新能源汽車轉型。

NXP幾日前也官宣與ZF Friedrichshafen AG采埃孚合作，為電動汽車開發基于碳化硅的下一代800V平臺牽引逆變器解決方案。從牽引逆變器的電壓等級來看，根據TrendForce的最新數據，第一季電動車各電壓區間的牽引逆變器裝機量由于混動車型的增長，電壓小于300V的牽引逆變器裝機量占比達36%，季增2%；而純電車的放緩導致電壓大于300V小于550V的裝機量占比季減1%，下降至55%，大于550V的裝機量占比為9%，與上季持平。目前市場主流電壓區間仍是大于300V小于550V這一區間，在純電車需求放緩的背景下高壓平臺車型保證了穩定的需求。隨著新能源汽車功率平臺提升到600V，再到800V，再到1200V，對功率芯片性能要求不斷提升。碳化硅與牽引逆變器的組合市場空間還很大。

功率器件的轉變只是一部分，與SiC配套的半導體組件也在牽引逆變器性能提升中發揮著重要作用。比如通過改變SiC柵極驅動器的驅動強度來控制SiC壓擺率，實時可變的SiC柵極驅動強度可實現瞬態過沖管理以及整個高壓電池能量循環的設計優化，提高牽引逆變器的效率。SiC電源模塊的配置也是改善功率密度的重要一環，對減小導通損耗意義重大，SiC驅動與 SiC電源模塊的合理配置將大幅提高系統功率密度。這些設計優化背后，半導體技術正在引領著牽引逆變器性能提升。

牽引逆變器裝機量正在回暖，國產供應鏈崛起

牽引逆變器性能的提升會持續推動裝機量的提升，TrendForce也報告中預估純電車今年第二季度的牽引逆變器裝機量可能持平或小幅增長，純電車型與混動車型將以均分的形式持續推動牽引逆變器裝機量。整體來看，第二季牽引逆變器市場將告別淡季，小幅回暖，預估裝機量季增約10%至20%。目前，在牽引逆變器供應上，TrendForce數據顯示全球前五大的牽引逆變器Tier 1中已有比亞迪及匯川技術兩家中國企業，比亞迪占比14%位居第二，匯川技術占比4%位居第五。華為的市占率已連續三季季增1%，增長強勢，目前占比3%，排名第七。

此外，國內廠商合計占比為34%。其中，比亞迪的牽引逆變器屬于自研自產產品，在關鍵的逆變器功率模塊上積累深厚，自給自足的策略也讓比亞迪在市場競爭中一直保持領先地位。匯川技術近年來也是深耕新能源汽車市場，在中高功率動力總成上持續耕耘。此外，囊括牽引逆變器、電機在內的多合一電驅也是現在的發展大方向，國內不少Tier 1以電機、牽引逆變器為核心，將OBC、DC/DC、BMS等電控零件全部整合在同一套系統內，降低車重持續提高整車續航力，國產供應鏈的實力也在發展中不斷提升。

在全球大力推動汽車電氣化發展的背景下，圍繞著減輕電車重量、提高汽車能源轉換效率的需求促成了電動汽車動力總成設計的進步。電動汽車動力總成設計中的核心牽引逆變器，在半導體技術的助力下正大力推進著汽車的電氣化進程。