FF400R12KS4英飛凌Infineon歐派克eupec模塊飛凌科技展出了最新EconoPACK™ + D家族—額定電流最高為450A的最新一代1200V和1700V系列IGBT模塊。以業界享有盛譽的EconoPACK™+平臺為藍本,英飛凌開發了新的EconoPACK ™ + D系列,以滿足諸如可再生能源系統、商用電動車輛、電梯、工業驅動裝置或電源等應用不斷提高的要求。得益于諸如超聲波焊接功率端子、優化基板結構或可靠的創新PressFIT壓接式管腳技術等不計其數的改進和創新,英飛凌新推出的這些模塊,能夠讓客戶設計出堅固高效、外形小巧的功率轉換器。
更長使用壽命、更高功率密度,以及允許使用新一代芯片的堅固的模塊封裝—這些正是開發新的功率模塊所面臨的主要挑戰。新的應用領域提出了苛刻的電氣和機械要求,例如城市公交車和貨車等商用車輛的電動
FF400R12KS4英飛凌Infineon歐派克eupec模塊圖片
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混合動力車電力驅動的關鍵組件是電機和電機驅動器,IGBT作為電機驅動器的核心,它的可靠性關系著混合動力車輛的安全運行,本文主要針對IGBT模塊應用于汽車領域,所涉及的可靠性相關問題進行了探討,提出了汽車級IGBT概念,并詳細說明了英飛凌汽車級IGBT針對汽車應用做出的改進。
2.混合動力車輛中功率半導體模塊的要求
1)工作環境惡劣(高溫、振動)
IGBT位于逆變器中,需要在高環境溫度及機械沖擊下,按照特定的汽車驅動工況,為混合系統的電機提供能量。
根據不同車輛設計,逆變器可能放置在汽車尾箱、變速箱內或引擎蓋下靠近內燃機的位置,因此IGBT模塊要經受嚴峻的溫度(-40°C至150°C)和機械條件(振動、沖擊)的考驗
IGBT模塊通常采用發動機冷卻液冷卻,環境溫度在極限情況下可達Ta=105°,對功率模塊的功率密度及散熱設計提出了更高的要求
2)復雜的驅動工況
不同于工業應用中電機拖動,混合動力車輛驅動工況更復雜,例如對應城市工況,需要頻繁切換于加速、減速、巡航各個狀態,通過IGBT電流、電壓并非常量,而是隨車輛工況反復循環波動,IGBT模塊需要在電流、電壓循環沖擊下可靠運行
3)高可靠性要求
IGBT功率模塊失效將會導致車輛立刻失去動力,嚴重影響整車廠商信譽和用戶使用體驗
汽車生產廠家需要IGBT模塊在HEV全壽命周期中需無需更換,對IGBT的耐久性提出了更高要求,(汽車整車設計壽命15年)
4)成本控制要求
大規模生產的汽車不同于列車牽引應用,在性能要求很高的條件下,不能通過增加成本的方法換取可靠性,需要在成本和性能上達到平衡,對產品的設計提出了更高的要求
因此:針對汽車應用中各種限制條件,需要專用IGBT才能滿足苛刻的應用需求