Мнения экспертов: план развития технологии электроуправляемого инверторного блока [Конференция по электроприводным системам]

21 июня на конференции «2025 SMM (4-я) Конференция по электроприводным системам и промышленному форуму по двигателям привода — Форум по автомобильным электроприводным системам», совместно организованной компаниями SMM Information & Technology Co., Ltd. (SMM), Hunan Hongwang New Material Technology Co., Ltd., Народным правительством района Лусин и Национальной экономико-технологической зоной Луди, Чжун Цзинвэнь, эксперт по приводным модулям из компании Joyee Powertrain Systems Co., Ltd., поделился своими взглядами на тему «План развития технологий электроуправляемых инверторных модулей».

I. Планирование инверторных модулей

II. Демонстрация инверторного модуля первого поколения

Демонстрация инверторного модуля первого поколения (низкомощный сегмент TPAK)

Он также проанализировал такие аспекты, как Демонстрация инверторного модуля первого поколения (параллельное подключение TPAK среднемощного сегмента), Демонстрация инверторного модуля первого поколения (высокомощный сегмент HPD) и Демонстрация инверторного модуля первого поколения (двойное электроуправление).

III. Демонстрация инверторного модуля второго поколения

Анализ спроса на инверторные модули второго поколения

Требования к повышению производительности инверторных модулей второго поколения:

• Низкое паразитное индуктивное сопротивление для снижения потерь при переключении и адаптации к применению SIC;

• Платформенный дизайн с высокой совместимостью (напряжение платформы, SIC и IGBT);

• Повышение точности и эффективности мониторинга температуры на переходе;

• Быстрая защита от перетока для адаптации к применению SIC;

• Эффективное теплоотвод и высокая плотность мощности;

• Повышение термостойкости перехода силового модуля;

• Оптимизация затрат.

Инверторный модуль второго поколения

Инверторный модуль для платформы средней мощности (<150 кВт):

• Совместимость с платформами 400 В и 800 В;

• Совместимость с силовыми модулями IGBT и SIC.

Инверторный модуль для платформы высокой мощности (<250 кВт)

• Совместимость с платформами 400 В и 800 В;

• Совместимость с силовыми модулями IGBT и SIC.

Инверторный модуль второго поколения — конструкция с низким паразитным индуктивным сопротивлением и интегрированное заливание конденсатора

Конструкция с низким паразитным индуктивным сопротивлением: оптимизированная конструкция шины и сердечника для конденсаторов постоянного тока, с контролем паразитного индуктивного сопротивления на уровне <2 нГн; использование процесса лазерной сварки для соединения контактов силового модуля, с общим контролем паразитного индуктивного сопротивления на уровне <5 нГн.

Интегрированное заливание конденсатора: конденсаторы DC-Link и водяные каналы корпуса интегрированы и залиты, что эффективно снижает затраты, минимизирует размеры и повышает возможности отвода тепла от сердечника.

• Паразитная индуктивность системы инверторного блока Gen2 может быть снижена до 8 нГн, что на 75% ниже по сравнению с Gen1; при том же критическом пике напряжения потери при переключении снижаются на 70%, что значительно повышает эффективность и выходную мощность модулей SIC.

Инверторный блок Gen2 — силовой модуль

Интегрированное бессердечниковое обнаружение тока: для трехфазного отбора проб тока используется бессердечниковая схема обнаружения, что исключает традиционные сердечники и эффективно снижает затраты на датчики; уменьшение размера сердечника и использование лазерной сварки для трехфазных медных шин может эффективно сократить размеры трехфазных концевых соединений.

Совместимость: совместимость с корпусами IGBT и SIC; совместимость с корпусами платформ 800 В и 400 В.

Высокомощная платформа — HPD G3: 470 В@≥560 А эфф.; 900 В@≥460 А эфф.; Tjmax 185°C@SIC.

Среднемощная платформа — HPD SMALL: 470 В@≥560 А эфф.; 900 В@≥320 А эфф.; Tjmax 185°C@SIC.

Поддержка обнаружения температуры на чипе: поддерживает возможность обнаружения температуры на чипе, что позволяет осуществлять быстрое, прямое и эффективное мониторинг и защиту от перегрева контактов.

Поддержка обнаружения перетока на чипе: модули SIC имеют более слабую способность выдерживать короткие замыкания; поддержка обнаружения перетока на чипе позволяет быстро защищать от перетока и коротких замыканий.

Отображение инверторного блока Gen3 (технология встроенной упаковки на печатной плате)

Введение в техническое решение:

Паразитная индуктивность встроенного модуля составляет примерно 3 нГн, паразитная индуктивность встроенной системы составляет примерно 6-8 нГн; паразитная индуктивность корпуса HPD составляет примерно 8-10 нГн; паразитная индуктивность системы HPD составляет примерно 25 нГн-30 нГн.

Динамические потери снижены примерно на 50% по сравнению с системой HPD, при том же размере чипа выходной ток увеличен на 20%.

Общая стоимость модуля: встроенная упаковка может снизить затраты примерно на 10-20%, в основном за счет экономии площади чипа. (Предварительное условие: повышение выхода процесса встраивания печатных плат до уровня выхода массового производства обычных печатных плат.)

Стоимость электрической системы управления: с увеличением плотности мощности и интеграции появляется возможность дальнейшего снижения стоимости электрической системы управления.

Дисплей преобразователя Brick Gen3 (технология встраивания печатных плат в корпус)

Нажмите, чтобы просмотреть специальный отчет о конференции «2025SMM (4-я) по электроприводным системам и форуме по электродвигателям»