发布时间:2025-05-21 09:10:56 人气:
车规级碳化硅MOSFET系列DCM模块助力新能源汽车
一. 碳化硅功率器件在新能源汽车中的应用及其优势
碳化硅(SiC)器件在新能源汽车领域表现出高效率和高功率密度的性能特点。在800V电池系统和大电池容量应用中,它们能提高逆变器效率,增加续航里程或降低电池成本。SiC功率半导体具有关键的效率特性,能够减少成本,提升电动汽车充电器、太阳能逆变器、电动汽车电机驱动器等多种应用中的系统性能,预计其使用量将快速增长。与基于IGBT的电源模块相比,SiC具有多项优势:
1. 开关速度更快,开关损耗更低,减少系统面积。
2. 适用于高开关频率应用。
3. 高阻断电压。
4. 结温更高。
5. 高电流密度。
6. 降低开关损耗,实现最高效的功率转换率。
7. 高功率密度,结合高开关频率、最小化损耗和最大化效率,实现卓越的输出功率和功率密度。
8. 降低整体系统成本,减少无源滤波器元件数量,降低功率损耗,减少散热器面积,减少冷却需求。
SiC功率模块的典型应用包括大功率电源、电动汽车充电器、太阳能逆变器、电机驱动器、储能、电动汽车等。
二. 车规级碳化硅MOSFET系列DCM模块
车规级碳化硅MOSFET系列DCM模块,专为新能源汽车主驱逆变器应用设计,具有高功率密度,广泛用于新能源乘用车、商用车等的电力驱动系统及燃料电池能源转换系统。DCS12模块的特点包括:
1. 采用单面水冷+模封工艺,最高工作结温175℃。
2. 功率密度高,适用高温、高频应用,超低损耗。
3. 集成NTC温度传感器,易于系统集成。
三. 新能源汽车市场应用
目前,商用车规级SiC功率模块多采用基于硅器件的传统模块封装技术,三相全桥HPD模组封装块仍是主流。但随着800V+SiC时代的到来,以半桥结构和塑封工艺为主的封装模式或将成为大趋势。SiC塑封半桥模块更灵活,配合关键技术,可实现更均匀的电流密度分布,热容热阻和杂散电感等方面表现也更好。通过采用双面水冷等技术,还可大幅降低SiC芯片成本。蔚来发布的旗舰车型ET9,搭载1200V SiC功率模块,采取半桥封装工艺,功率模块密度达到1315kW/L,拥有高达30万次的功率循环能力。比亚迪汽车也在更新SiC主驱功率模块技术路线,逐渐从HPD模式向半桥模式转移,并推出相关产品。最近小米汽车SUV正式亮相,主驱电控的SiC功率模块采用SiC半桥模块。据“行家说三代半”调研,国内比亚迪、蔚来和小米,北汽、长安、赛力斯、长城等车企也在主驱中导入SiC半桥模块。
四. 爱仕特碳化硅MOS系列模块
爱仕特推出了新一代车规级SiC模块—DCS12系列,采用半桥式结构,工作额定电压范围为650V-1700V,工作电流范围为400A-1000A,契合大多数新能源汽车的使用场景。DCS12模块具有以下优势:
- 散热架构优越,整体可靠性强。
- 密封性良好,杂散电感低。
- 功率密度高,适用高温、高频应用,超低损耗。
作为SiC器件头部厂商,爱仕特目前已完成A+轮融资,基于自主设计的6英寸SiC芯片,现已量产650V、1200V、1700V、3300V全系列SiC MOSFET及功率模块,并自建车规级SiC功率模块生产基地。
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