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比亚迪半导体车用碳化硅SiC功率模块具有什么特点

时间:2021-08-18 16:15:59 阅读:
随着新能源汽车快速发展和需求下,碳化硅(SiC)技术突出基本已逼近其物理极限,以其高散热、小尺寸、低能耗、宽禁带的优势在高端汽车领域的应用,行业逐渐把目光放到了SiC身上。
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作为新能源车提高效率最有效的技术,SiC已被视作新能源汽车下一代功率半导体核心器件。

SiC功率器件的应用,有助于实现功率模块的小型化,进而提高电机驱动系统的功率密度和可靠性,解决新能源汽车发展所面临的难题。此前,特斯拉Model 3率先采用SiC,开启了电动汽车使用SiC先河,2020年比亚迪汉也采用了SiC模块,有效提升了加速性能、功率及续航能力。

在SiC器件领域,比亚迪半导体已实现SiC模块在新能源汽车高端车型电机驱动控制器中的规模化应用,其自主研发制造的高性能碳化硅功率模块,是全球首家、国内唯一实现在电机驱动控制器中大批量装车的SiC三相全桥模块。

比亚迪半导体碳化硅功率模块是一款三相全桥拓扑结构的灌封全碳化硅功率模块,主要应用于新能源汽车电机驱动控制器,主要拥有以下特点:

1) 其采用纳米银烧结工艺代替传统软钎焊料焊接工艺,提升了高温可靠性,充分发挥SiC高工作结温性能。相比传统焊接产品,可靠性寿命提升5倍以上,连接层热阻降低95%;

Ø 纳米银烧结工艺烧结体具有优异的导电性、导热性、高粘接强度和高稳定性等特点,应用该工艺烧结的模块可长期工作在高温情况下

Ø 纳米银烧结工艺在芯片烧结层形成可靠的机械连接和电连接,半导体模块的热阻和内阻均会降低,整体提升模块性能及可靠性

Ø 烧结料为纯银材料,不含铅,属于环境友好型材料

2) SiC芯片正面互联采用先进的Cu clip bonding工艺,提高了SiC模块的过流能力,增强了散热性能,降低了芯片的温升;

3) 采用超声波焊接工艺连接绝缘基板金属块与外部电极,减小模块杂散电感,并增强过流及散热能力;采用氮化硅AMB(活性金属钎焊)陶瓷覆铜基板,大幅降低热阻,良好的散热提升了芯片使用寿命;

此外,比亚迪半导体SiC模块可满足20KHz以上的使用频率,使车主畅想静音驾驶。

SiC功率模块亮点频显,不难发现,其超低的开关及导通损耗、超高的工作结温等特性,在实现系统高效率和高频化方面起到了决定性作用。SiC功率模块不仅仅带来电控效率、续航能力的提升,同时使功率密度增加至少一倍,输出功率可达250KW以上,且同功率水平下,模块体积较IGBT缩小一半以上。

比亚迪表示,该该碳化硅功率模块已于2020年搭载比亚迪车型“汉EV”上市,让电驱系统将功率与扭矩发挥到极致,大幅提升了电驱的性能表现,助力整车实现百公里加速3.9s,这也是比亚迪旗舰车型汉成为全球新能源汽车行业明星产品的”真功夫“之一!

责编:editorAlice

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