十年磨一剑!丰田发布SiC插混车型
2025-05-27
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日前,丰田汽车首次向全球发布第六代丰田RAV4。其中,新RAV4的插电混动车型首次采用SiC,在实现系统体积更小巧的同时,动力更强、油耗更低。
十年前,丰田将SiC搭载在插电式混合动力车Prius的试制车上进行测试;十年后,采用SiC的新RAV4(PHEV)进行全球首发。作为连续5年蝉联全球汽车销量冠军的车企,丰田首次在混动车型采用SiC,于其而言,可谓“十年磨一剑”;于碳化硅行业而言,亦是一次具有突破性、代表性的事件。
新RAV4(PHEV)首次采用SiC
丰田碳化硅车型再+1
5月21日,丰田汽车在日本东京举行了全新RAV4的全球首发仪式。新RAV4将提供2.5L油电混动(HEV)和2.5L插电式混动(PHEV)两种动力选择,同时新增GR Sport运动版本。
来源:丰田汽车官网
据透露,新RAV4插电混动车型率先导入第六代混动系统。该混动系统的核心就在于功率控制单元(PCU)首次采用碳化硅功率半导体,实现更小型化设计与更低开关损耗,使能效提升约10%,PCU体积可缩减达80%。
丰田汽车进一步介绍,在混动系统的优化设计以及SiC功率半导体特性的共同作用下,新一代RAV4插混车型的PCU能量控制单元功率密度提高19%,电池低温续航衰减减少26%,传动损耗降低,两驱版油耗低至4.2L/100km。
回顾丰田的前五代RAV4,其混动系统长期依赖IGBT。但随着技术发展,IGBT的局限性逐渐显现,如开关损耗较高、尺寸难以进一步缩小,这在一定程度上限制了混动系统能效和集成度的提升。而在最新一代RAV4插电混动车型上,丰田采用了SiC,这一转变意义非凡。在这背后,丰田其实一直在探索SiC技术在不同车型中的应用及落地。
2015年,丰田将其与日本电装公司合作开发的SiC功率半导体搭载在插电式混合动力车Prius的试制车上进行重复驾驶测试和道路试验。2016年,丰田让其采用了SiC的氢燃料车型Mirai进行长途路测,为丰田后续在氢燃料车型上进一步优化碳化硅等相关技术提供了依据。同年,丰田还在相关赛车上搭载SiC。
2020年,丰田第二代Mirai燃料电池电动汽车正式在日本发售,其新一代固态燃料电池核心组件Toyota FC Stack搭配使用多个SiC功率半导体的FC升压变换器,不仅实现功率模块小型化,还提升了车辆燃油效率。
2023年,丰田在其首款纯电车型的布局中大力引入碳化硅技术。雷克萨斯发布的首款专用电池电动汽车RZ便集成了电装公司开发的首款采用碳化硅半导体的逆变器,这是丰田集团在纯电车型碳化硅应用上的重要成果。
据“行家说”三代半统计,丰田的bZ4X、bZ Woodland及雷克萨斯的LEXUS RZ等纯电车型已经批量采用了SiC技术。
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全球最大车企主动卷起SiC
将进一步拉动SiC需求
数据显示,丰田汽车2024年全球销量虽较上年减少3.7%,但仍高达1082.148万辆,连续5年位居全球第一。虽然数据稍显下滑态势,但仍然撼动不了丰田的实力地位。
作为全球最大车企,丰田正式将SiC应用在汽车混动系统,为新RAV4性能突破提供了关键支撑,开启了车辆高效能的新篇章,或能助力丰田在混动技术领域迈向新高度。
在混动汽车方面,丰田亦堪称“全球混动汽车销量最大的车企”。2024年全球电动汽车总销量飙升23%,达到453.27万辆,占其汽车总销量的近45%。不过销量的主要贡献来自油混汽车(HEV),销量达到414.24万辆,以及轻混汽车(MHEV),销量达到9.48万。
但丰田的插电式混合动力汽车(PHEV)销量也在发力,2024年增长了23%,达到16.1万辆,其中在中国销售的PHEV销量约为2.68万辆。丰田还计划在2026财年将PHEV销量提升至20.9万辆,同比增幅达29.8%。
来源:丰田汽车官网
鉴于丰田在混动汽车的销量及性能优势,他们这次导入SiC的新一代RAV4插混车型将有望进一步拉动丰田插电式混动汽车的销量增长,未来丰田更多的插混车型也将采用碳化硅,这也将拉动SiC的需求,从而推动整个碳化硅产业链的快速发展。
与此同时,当“全球最大车企”在插混领域卷起SiC技术,其它竞争车企也避免不了投入关注及跟进技术。当SiC技术在插混车型的应用价值不断增加,SiC在车规级市场或将迎来大规模普及。
其它头部车企同步导入SiC
SiC混动车型销量更为可观
除丰田外,近年来也有不少车企陆续在插混车型中导入SiC技术,代表厂商就包括了比亚迪、红旗、奇瑞、五菱、东风、日产等。这标志着新型PHEV平台上开始从硅向碳化硅过渡。
“行家说三代半”发现,目前已有5款插混车型搭载了碳化硅,今年第一季度的销量合计为1.92万辆,其中3款车型刚上市,预计未来会有更多插混车型搭载碳化硅。
另据“行家说三代半”统计,今年第一季度,纯电SiC车型销量约为100万辆,而混动SiC车型销量约为8万辆。目前,众多插混和增程碳化硅车型接连上市,今年底将产生销量贡献,预计2025全年混动+增程的碳化硅车型销量可以达到40万辆。
当下,在碳化硅汽车领域,插电混动和增程式新能源汽车呈现出两大显著趋势:大电池(纯电化)、800V快充化。大电池旨在解决车主“家里无桩、频繁充电”所带来的体验差问题,可提供更持久的纯电行驶里程,减少对燃油的依赖。而高压快充则是为应对大电池导致的充电时间变长这一痛点,着力攻克“充电慢”的难题,大幅缩短充电时长,提升用户的使用便捷性。
在此背景下,混动汽车采用SiC就更加顺理成章。毕竟,SiC凭借自身独特优势,能够有效提升续航并降低电池成本,在同样续航里程可减少电池容量,提升充电效。
当前,越来越多的车企都推出了采用SiC的800V混动车型,包括:智界R7、小鹏G01、尊界S800、猛士917、昊铂HL、阿维塔07、零跑C10、哪吒S猎装、法士特蓝驰、昊铂HL、起亚EV6 GT-Line、海豹07 DM-i 、阿维塔12、阿维塔11、享界S9、smart精灵#5混动版。这些车型借助SiC技术,在性能、充电速度、续航表现等方面获得了有力提升,也进一步凸显了碳化硅在混动汽车领域的重要价值与广阔应用前景。
可以预见,随着技术成熟、成本下降,混动SiC车型在市场上的占比有望快速增长,销量也必将更为可观。而丰田新一代RAV4采用碳化硅这一突破性、代表性的举措,不仅推动了丰田自身产品竞争力提升,更以“全球第一大车企”的实力姿态,助力整个混动汽车市场朝着更高效的方向迈进。
本文发自【行家说三代半】,专注第三代半导体(碳化硅和氮化镓)行业观察。
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