维度网讯,德国英飞凌科技股份有限公司近日推出HybridPACK™ Drive系列全新1300V碳化硅功率模块,面向电动汽车牵引逆变器应用,把车规级SiC功率模块的持续工作温度提升至最高205°C。英飞凌称,现有设计通常允许最高175°C运行,新模块在温度能力上提高30°C,可帮助汽车制造商和一级供应商在既有逆变器架构中释放更高峰值与持续输出功率,也可在新一代平台中降低热管理复杂度。
牵引逆变器是电动汽车电驱系统中的核心部件,负责把电池直流电转换为驱动电机所需的交流电。功率模块承受高电压、大电流和高温工况,其温度上限直接影响逆变器持续功率、峰值输出、冷却设计和整车热管理策略。SiC器件相较传统硅基功率器件具备更高开关效率和更低损耗,已经成为800V及更高电压平台的重要技术方向。英飞凌此次把持续运行温度提升到205°C,重点回应的是高压电驱对功率密度和热裕量的需求。
英飞凌表示,更高工作温度可使输出电流较现有设计提高最高15%,这一提升会直接转化为更高的逆变器功率密度。对电动汽车平台而言,功率密度提升意味着在相同空间内获得更高输出能力,或者在相同输出目标下降低系统尺寸和重量。对于已经定型的逆变器平台,如果模块尺寸、接口和占板面积保持一致,车企和一级供应商就可以在不大幅重构架构的情况下进行性能升级。
该模块的另一个关键点,是兼容既有平台。英飞凌公告显示,新模块保持相同的模块尺寸、占板面积和接口,可在现有平台中实现无缝集成,从而减少高成本重新设计和开发周期延长的压力。对汽车电子供应链来说,这种“兼容式升级”具有现实价值,因为车规级产品导入周期长,涉及验证、可靠性测试、功能安全、热仿真、整车匹配和量产认证。功率模块如果能沿用成熟封装和接口,将有助于缩短新一代逆变器设计进入市场的时间。
热管理是这项技术变化带来的另一层影响。电动汽车逆变器通常依赖液冷板、冷却回路、热界面材料和整车热管理系统共同维持器件温度。功率模块可承受更高结温后,工程师可以在同样冷却条件下释放更高功率,也可以在新设计中尝试更小或更简单的冷却系统。冷却系统简化不只影响成本,还会影响整车重量、布置空间和能效表现。英飞凌明确提到,更高结温耐受能力有助于降低系统成本、减轻车辆重量并提升整体能效。
1300V阻断电压则对应更高电池平台的需求。英飞凌称,这是HybridPACK Drive系列中首款具备1300V阻断电压的模块,可在超过900V电池电压场景下提升逆变器性能、效率和鲁棒性。随着高端电动车和高性能平台向900V以上电池系统探索,功率器件需要提供更高电压裕量,以应对电池电压波动、再生制动、瞬态工况和长期可靠性要求。更高阻断电压与更高温度能力结合,将为下一代高压电驱系统提供更大的设计空间。
HybridPACK™ Drive是英飞凌面向混合动力和纯电动汽车牵引逆变器的功率模块系列,覆盖硅基和碳化硅技术路线。英飞凌中国官网介绍,该系列面向电动汽车牵引逆变器和商用车牵引逆变器,功率范围从100kW到300kW,并强调可扩展封装、易设计性和汽车认证能力。该产品族此前已扩展至750V和1200V等级,新1300V SiC模块进一步把产品组合推向更高压平台。
首款205°C运行能力型号FS01M9R13A7MA2B已经投放市场。英飞凌还表示,将把205°C工作温度能力扩展到HybridPACK Drive系列现有1200V SiC模块组合中。这意味着205°C并不是孤立型号能力,而可能成为英飞凌车规SiC模块平台化升级方向。对整车厂和一级供应商而言,平台化扩展比单点产品更重要,因为不同车型、功率等级和电压平台需要可复用的模块组合。
碳化硅功率模块竞争正在从“效率提升”进入“高温、高压、高功率密度和系统成本”综合竞争阶段。电动汽车平台的下一轮升级,不只取决于电池容量和电机效率,也取决于逆变器能否在更高电压、更高温度和更紧凑空间内稳定运行。205°C持续工作能力把热设计边界向外推了一步,为车企在性能、成本、重量和可靠性之间重新平衡提供了新的器件基础。
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