广东爱晟电子科技有限公司专注于高精度IGBT热敏芯片的研发、生产,致力于为新能源汽车行业的客户提供更优质的NTC热敏芯片。随着汽车技术从传统汽车向新能源汽车方向发展,功率半导体的用量增长数倍。电机控制系统是新能源汽车产业链的重要环节,电控系统的技术水平直接影响整车的性能和成本。其中,电控系统的核心部件IGBT,拥有高输入阻抗、高速开关和导通损耗低等特点,在高压系统中担负着极其重要角色。
IGBT模块作为核心高压控制开关组件,其成本占据电机控制器成本的40%左右;IGBT器件占据新能源汽车整车成本的10%左右,占充电桩成本20%左右。在新能源汽车中,IGBT主要应用于电池管理系统、电机控制系统、电动空调控制系统、充电系统等。在主逆变器中,IGBT将高压电池的直流电转换为驱动三相电机的交流电;在车载充电机(On-board Charger,OBC)中,IGBT参与220V交流电转换为直流并为高压电池充电;除此之外,IGBT也广泛应用在DC/DC转换器、电动空调压缩机等系统中。除了纯电动车型外,插电混动车上,与低压系统相独立的高压系统需要用到IGBT,部分搭载了48V混动系统的燃油车也需要用到少量IGBT,如BSG中的控制模块。
IGBT下游应用主要依据工作电压高低划分,电动车用IGBT电压位于650~1200V区间。家电、工业安装等领域的工作电压最低,为650V;新能源汽车IGBT的电压相对居中,一般为650V和1200V级别;光伏、工业电机、高铁、动车、智能电网工作电压要求更高,在1700V以上。
对于新能源汽车,电压等级、功率等级、极限工况、可靠性、使用寿命和成本等都对其使用的IGBT模块提出了很高的要求,同时也是很大的挑战。IGBT的封装技术是实现电机控制器高温运行、高可靠性、高功率密度的关键环节,涉及到芯片表面互连、贴片互连、导电端子引出互连等相关工艺。目前IGBT模块封装的研究主要集中在新型互连材料、互连方式等相关工艺参数优化等,主要是为了增强模块的散热能力、减小体积,同时提高可靠性。
参考数据:
微信公众号 佐思汽车研究 《汽车IGBT研究:电动车IGBT市场份额和发展趋势综述》
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