DENSO bidrager til et dekarboniseret samfund ved at levere SiC Power Semiconductors

TOKYO, 02. nov. 2021 – (JCN Newswire) – DENSO Corporation har bidraget til at udbrede brugen af ​​elektriske køretøjer, forlænge deres kilometertal og reducere CO2-emissioner fra køretøjer ved at udvikle SiC (siliciumcarbid) krafthalvledere, som inkorporerer DENSO's proprietære strukturer og forarbejdningsteknologier og bruge dem i sine køretøjsmonterede produkter.

SiC strømkort

Booster power modul

En krafthalvleder er ligesom musklerne i den menneskelige krop. Den flytter komponenter, såsom invertere og motorer (lemmer), baseret på kommandoer fra en ECU (hjerne). Typiske krafthalvledere, der bruges i køretøjsmonterede produkter, er lavet af silicium (Si). Til sammenligning tilbyder SiC overlegen ydeevne i højtemperatur-, højfrekvente- og højspændingsmiljøer og hjælper markant med at reducere strømtabet, størrelsen og vægten af ​​invertere. SiC-enheder har således tiltrukket sig opmærksomhed, fordi de fremskynder elektrificeringen af ​​køretøjer.

For eksempel er et booster-strømmodul, som inkorporerer DENSOs SiC-effekthalvleder, omkring 30 % mindre i volumen med 70 % mindre strømtab end et konventionelt produkt med en Si-effekthalvleder. Som et resultat er produkterne blevet mindre og køretøjernes brændstofeffektivitet forbedret.

DENSO kalder disse SiC-teknologier "REVOSIC", der formidler ideen om at lave "ændringer" i samfundet gennem innovative teknologier. Virksomheden har udviklet et omfattende udvalg af teknologier fra wafere til strømmoduler og vil fortsætte forskning og udvikling på REVOSIC SiC-teknologier og udbrede deres brug i elektriske køretøjer for at hjælpe med at realisere et dekarboniseret samfund.

Introduktion af udviklere

Tomoo Morino / R&D.Dept.4, Power Module Eng. Div.

Jeg var ansvarlig for at bestemme specifikationerne for SiC-effekthalvlederen med strømmodulets designafdeling og designe enhedsstrukturen baseret på specifikationerne. SiC har en lav modstand sammenlignet med Si, og derfor kan elektrisk strøm flyde lettere. På grund af denne egenskab blev en prototype SiC-enhed beskadiget af en pludselig bølge af en stor elektrisk strøm. Vi samarbejdede med andre afdelinger for at diskutere, hvordan man forhindrer skader på enheder på markedet og samtidig udnyttede SiC's lave tabsydelse fuldt ud, og problemet blev løst med en idé, som vores afdeling ikke kunne komme på alene: højhastigheds afbrydelse af den elektriske strøm ved hjælp af en speciel driver IC.

Indtil videre er de færreste produkter udstyret med SiC, men efterhånden som elbiler breder sig, vil vi øge antallet af produkter med SiC og dermed reducere CO2-udledningen.

Tomohiro Mimura / R&D.Dept.4, Power Module Eng. Div.

Jeg var ansvarlig for procesdesignet til fremstilling af SiC effekthalvlederenheder. Hårdheden af ​​SiC er næst efter diamant, så den er sværere at bearbejde end Si. Jeg kæmpede for at designe en masseproduktionsproces, der stabilt kan håndtere mikrostrukturer på mindre end en mikrometer. DENSO har forsket i SiC i mange år, og så der er mange forgængere og ledende medarbejdere. For at løse dette problem med SiC talte jeg ofte med ledende medarbejdere for at lære af deres erfaring og knowhow, og jeg udnyttede også eksisterende teknologier fuldt ud. Dette gjorde det muligt at kommercialisere produktet.

Jeg håber at forbedre ydeevnen og kvaliteten af ​​enheden yderligere og reducere dens omkostninger, så SiC kan bruges i mange flere produkter.

Satoru Sugita / Design Dept. 2, Power Module Eng. Div.

Jeg stod for monteringsdesignet. Jeg var ansvarlig for at fastlægge kravene for at sikre pålidelighed (f.eks. materialer, dimensioner, bearbejdningsforhold), der kræves for at installere SiC-effekthalvledere i strømkort. I designprocessen opstod der monteringsfejl på grund af det høje Youngs modul* (ca. det tredobbelte af Si), hvilket er en af ​​karakteristikaene ved SiC-materialer. Sådanne defekter forekom ikke, når Si blev anvendt. For at klare dette hidtil usete fænomen var det nødvendigt at tænke sideværts ud over konventionelle ideer. For præcist at forstå problemet, hentede jeg en intern specialiseret afdeling og eksterne producenter af analyseinstrumenter til at indsamle forskellige synspunkter og udførte genchi-genbutsu-verifikationer på stedet. Dette hjalp med at løse problemet og afspejle resultaterne i designkravene.

Jeg håber at bidrage til brugen af ​​elektriske køretøjer og bidrage til at skabe et dekarboniseret samfund ved at opmuntre mange kunder til at installere SiC-krafthalvledere i forskellige produkter.

*Young's modulus: En numerisk værdi, der repræsenterer et materiales hårdhed. Det er også kendt som elasticitetskoefficient.

Kilde: https://www.jcnnewswire.com/pressrelease/70658/3/