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英飞凌油电混合车和电动车功率模块,克服空间限制并提供更高的功率密度

 2016-06-15

因应全球在 2020 年的二氧化碳排放法规,未来将有大量的电动车或油电混合车 (HEV)上路。欧洲的二氧化碳排放量目标为每公里 95 公克,美国为每公里 121 公克,中国为每公里 117 公克及日本为每公里 105 公克。空间的限制是现有车辆平台要电动化的一大挑战,变频器要放入空间狭小的引擎室内,体积须尽可能缩小,而变频器的尺寸则取决于所采用的功率模块。因此,功率模块除了缩小体积,亦须提供足够的电力来驱动电子驱动系统,另一方面功率模块的尺寸亦取决于内部功率芯片的耗电量,及冷却芯片维持在最高接面温度内的能力。





为了协助克服这些挑战,英飞凌科技股份有限公司推出最新 HybridPACK™ 双侧散热 (DSC) 功率模块系列,适用于油电混合车和电动车。新的功率模块尺寸极为精巧,仅 42 mm x 42.4 mm x 4.77 mm,此系列以 HEV 应用为目标,例如一般功率范围介于 40 至 50 kW 的主变频器和发电机,若需要更高的功率,可将装置并联使用。

此功率模块的离散电感极低 (只有 15 nH),另外阻断电压提高至 700 V。在这两项因素可协助变频器系统减少 25% 的切换损耗,同时仍具备高效率。藉由整合式隔离可将模块直接安装在冷却器上,无需外部隔离,因此简化了系统整合。每个整合式 IGBT 芯片均内建电流传感器以提供过电流保护,此外芯片内建温度传感器,可在过热时降载并快速关闭。直接且精确的感测能力进一步改善系统监控,亦有助于简化汽车系统供货商和汽车制造商的功能性安全架构。

藉由双侧芯片散热与散热器电子隔离的结合,让 HybridPACK DSC 的热阻RthJC 大幅降低至 0.1 K/W,相较下目前 HybridPACK 1 功率模块的热阻为 0.12 K/W。HybridPACK DSC 模块技术亦可改善电子效能。离散电感是一项重要参数,由模块的尺寸及模块内部的电流路径配置所决定,HybridPACK DSC 的离散电感仅 15 nH,比参考模块少约 40%,因此其切换耗损也降低 25%。

HybridPACK DSC 功率模块上市时程 
HybridPACK DSC 系列的第一款产品为 FF400R07A01E3_S6,在半桥接组态下的 ICnom 为 400 A而 VCES 为 700 V,其工程样品将于 2016 年 9 月开始供货。系列中另一款产品在全桥接组态下 ICnom 为 200 A 且 VCES 为 700 V,将于 2016 年 10 月开始供应工程样品。其他适用不同功率范围的版本仍在开发中。

详细信息
有关英飞凌 HybridPACK DSC 功率模块及其他 HEV 功率模块的详细信息,请参阅 www.infineon.com/hybrid