實現(xiàn)SiC器件與高速電機、電控系統(tǒng)的全方位優(yōu)化、匹配,追求最佳效率、功率密度及可靠性,滿足工業(yè)和新能源汽車應用的更高需求
各行業(yè)所需高溫半導體解決方案的領導者 CISSOID 日前宣布:公司已與華中科技大學電氣與電子工程學院達成深度戰(zhàn)略合作協(xié)議,雙方將攜手研發(fā)針對碳化硅(SiC)功率電子應用的全方位優(yōu)化、匹配的電機和電控系統(tǒng),以充分發(fā)揮SiC器件的高頻、高壓、高溫、高效率、高功率密度等性能優(yōu)勢,更好地滿足工業(yè)和新能源汽車應用的廣泛需求。
本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/202003/411491.htm近年來,為了追求更高的轉換效率和功率密度,在工業(yè)和新能源汽車等領域,系統(tǒng)設計師們逐步開始采用SiC器件替代傳統(tǒng)的、基于硅(Si)工藝的IGBT器件。然而,這種替代目前仍然處于早期階段,在大部分應用中,包括SiC功率模塊及電力驅動總成,依然在借用原有的、繼承自IGBT部件的構型設計。例如,在新能源汽車電驅動系統(tǒng)中使用SiC MOSFET時,多數(shù)方案仍在沿用IGBT功率模塊的封裝形式,以及沿用較大體積的總線電容、水冷系統(tǒng);在動力輸出方面,則沿用了適配IGBT較低開關頻率的低速電機和變速箱(特斯拉的Model 3型新能源汽車甚至釆用了分立器件封裝形式,而不是整合的功率模塊封裝)。這些情況,顯然束縛了整個動力驅動總成效率的提升,影響了SiC MOSFET性能優(yōu)勢的充分發(fā)揮。
為了解除這些束縛,使得SiC功率器件能夠充分發(fā)揮其卓越的性能優(yōu)勢(高頻、高壓、高溫、高效率和高功率密度),有必要將SiC功率模塊與電機、電控系統(tǒng)進行全方位的匹配,以使整個動力驅動系統(tǒng)獲得最佳的優(yōu)化。此次CISSOID與華中科技大學電氣與電子工程學院的強強聯(lián)手,正是要發(fā)揮合作雙方各自的優(yōu)勢能力,開展前沿技術的研究開發(fā)。合作的重點包括:
● 研發(fā)適用于SiC較高開關頻率的小型高速電機,及對應的變速箱;
● 研發(fā)匹配SiC特點的小型、耐高溫的功率模塊封裝,并在模塊內部芯片布局的設計上,努力減小模塊自身的寄生電感;
● 釆用CISSOID的耐高溫門級驅動IC設計SiC 功率驅動方案,并合理布局,盡可能縮小SiC驅動與功率模塊之間的安裝距離,以求實現(xiàn)驅動回路的寄生電感最小化;
● 從整機規(guī)劃入手,采用較小的總線電容和冷卻系統(tǒng),實現(xiàn)智能功率模塊、控制器、總線電容和冷卻系統(tǒng)的高整合度,實現(xiàn)小型化,顯著提高動力總成的轉換效率和能量密度。
“無論是在研究還是在實際工業(yè)應用中,業(yè)界一直都在追求電機和電氣的完美整合。如今,工業(yè)和新能源汽車技術正在快速發(fā)展,大規(guī)模的電機和電氣應用將牽引、推動這一追求達到極致?!比A中科技大學電氣與電子工程學院孔武斌副教授表示。“目前,基于高可靠性SiC器件的應用在匹配電機的電氣設計方面已有很大改善;但業(yè)界原有的、基于硅器件的門級驅動,可靠性等方面還相對較弱,這已成為了實現(xiàn)高水平應用的瓶頸。CISSOID的高溫半導體芯片和封裝技術,及其在石油、航空航天等高端應用領域所積累的高可靠系統(tǒng)設計經(jīng)驗,將極大地幫助我們實現(xiàn)完美的電機和電氣一體化設計,滿足未來工業(yè)及新能源汽車領域的更高需求?!?/p>
“我們很高興能與華中科技大學電氣與電子工程學院展開合作;該學院是中國一流的科研機構,擁有完備的科研創(chuàng)新平臺,承擔了多批國家重要研究項目,并持續(xù)推動電機與電氣技術向前發(fā)展,以及在工業(yè)、汽車及航空航天領域進行廣泛應用。此次雙方開展研發(fā)合作,將會針對SiC功率電子應用,開發(fā)出完全匹配、且經(jīng)過全方位優(yōu)化的電機和電控系統(tǒng),旨在為工業(yè)應用,特別是新能源汽車應用提供更為優(yōu)秀的產(chǎn)品?!盋ISSOID首席執(zhí)行官Dave Hutton先生表示?!癈ISSOID一直都十分注重與中國半導體產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展,我們已經(jīng)融入了來自中國的投資,并已在芯片制造、封裝測試等方面與中國公司進行了廣泛的合作。此次與中國的一流科研機構合作,則進一步凸顯了CISSOID力求廣泛融入中國半導體產(chǎn)業(yè)生態(tài)的戰(zhàn)略?!?/p>
根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會發(fā)布的數(shù)據(jù),繼2018年之后,2019年中國新能源汽車產(chǎn)銷量再次雙雙突破120萬輛,分別為124.2萬輛和120.6萬輛。新能源汽車的發(fā)展持續(xù)處于高位,使得SiC功率器件得到了越來越多的重視和應用。但是,隨著功率半導體的平均結溫不斷上升,在大量應用SiC功率器件的同時,如何通過耐高溫驅動器提供良好配合,就變得異常重要。此次CISSOID公司和華中科技大學電氣與電子工程學院開展合作,正是要利用業(yè)界領先的耐高溫驅動器件,為SiC功率組件提供支持,實現(xiàn)電機與電控系統(tǒng)的完美匹配和全面優(yōu)化,進而獲得最佳的效率和功率密度。未來,合作雙方將攜手推出高可靠性的解決方案,包括高質量的、優(yōu)化的SiC智能功率模塊(IPM)和擁有最佳匹配性能的電機、電控系統(tǒng)參考設計,以助力中國工業(yè)和新能源汽車領域加速發(fā)展。
關于 CISSOID
CISSOID公司是各個行業(yè)所需高溫半導體解決方案的領導者。
專注于汽車領域,我們可提供高效的功率轉換和精巧的電機驅動方案:適用于SiC和 GaN 開關管的高壓門級驅動,具備低電感值及增強熱性能的功率模塊,以及超越AEC-Q100質量標準的、節(jié)溫175°C(Tj)的超汽車級元器件。
面向航空、工業(yè)和石油及天然氣市場,我們專為極端溫度與惡劣環(huán)境提供信號調節(jié)、電機控制、時鐘及電源管理方面的解決方案。CISSOID產(chǎn)品性能可靠,可在-55°C~225°C(Tj)溫度范圍的條件下工作。
關于華中科技大學電氣與電子工程學院
華中科技大學電氣與電子工程學院前身為華中工學院電力系,始建于1952年,1988年改稱華中理工大學電力工程系,2001年建制為華中科技大學電氣與電子工程學院。在教育部歷輪一級學科評估中,本院電氣工程學科均名列全國前三,2017年入選國家首批“雙一流”建設學科。
學院學科方向齊全。學院所屬的電氣工程學科是首批國家一級重點學科,建有教育部確定下設的全部5個學科方向,其中:電機與電器、電力系統(tǒng)及其自動化、電工理論與新技術均為國家二級重點學科;電力電子與電力傳動和電磁理論與新技術(含高電壓與絕緣)為國防特色學科。學院主要研究方向覆蓋了電能生產(chǎn)、傳輸、應用、變換、檢測、控制和調度、管理等的全過程。同時,學院以國際一流電氣學科方向為參照,通過學科交叉融合,開辟了一批新興前沿學科方向,如電能存儲、脈沖功率、脈沖強磁場、磁約束聚變、等離子體醫(yī)學、加速器及應用、先進電工材料與器件等,形成了國內研究領域較寬的電氣工程學科。
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