DENSO aitab kaasa süsinikdioksiidivaba ühiskonna loomisele, pakkudes ränikarbiidi võimsuse pooljuhte

TOKYO, 02. november 2021 – (JCN Newswire) – DENSO Corporation on aidanud kaasa elektrisõidukite kasutamise levikule, nende läbisõidu suurendamisele ja sõidukite CO2-heite vähendamisele, arendades välja ränikarbiidist (SiC) jõupooljuhte, mis sisaldavad DENSO patenteeritud struktuure. ja töötlemistehnoloogiad ning nende kasutamine oma sõidukisiseste toodetes.

SiC toitekaart

Võimendi toitemoodul

Jõupooljuht on nagu inimkeha lihased. See liigutab komponente, nagu inverterid ja mootorid (jäsemed), ECU (aju) käskude alusel. Tüüpilised sõidukisiseste toodetes kasutatavad jõupooljuhid on valmistatud ränist (Si). Võrdluseks pakub SiC suurepärast jõudlust kõrge temperatuuri, kõrgsagedusliku ja kõrge pingega keskkondades ning aitab oluliselt vähendada inverterite võimsuskadu, suurust ja kaalu. Seega on SiC-seadmed pälvinud tähelepanu, kuna need kiirendavad sõidukite elektrifitseerimist.

Näiteks võimendusvõimsusmoodul, mis sisaldab DENSO SiC võimsuspooljuhti, on umbes 30% väiksem ja 70% väiksem võimsuskadu kui tavaline toode, millel on Si võimsuspooljuht. Selle tulemusena on tooteid väiksemaks muudetud ja sõidukite kütusesäästlikkus paranenud.

DENSO nimetab neid ränikarbiidi tehnoloogiaid "REVOSIC"-iks, andes edasi ideed "muutuste" tegemisest ühiskonnas uuenduslike tehnoloogiate kaudu. Ettevõte on arendanud laia valikut tehnoloogiaid alates vahvlitest kuni jõumooduliteni ning jätkab REVOSICi SiC tehnoloogiate uurimis- ja arendustegevust ning nende kasutamise levitamist elektrisõidukites, et aidata realiseerida süsinikdioksiidivaba ühiskonda.

Arendajate tutvustus

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

Minu ülesandeks oli toitemooduli projekteerimise osakonnaga SiC jõupooljuhi spetsifikatsioonide määramine ja spetsifikatsioonidest lähtuva seadme struktuuri projekteerimine. SiC on Si-ga võrreldes madala takistusega ja seega saab elektrivool kergemini voolata. Selle omaduse tõttu sai SiC-seadme prototüüp kahjustada suure elektrivoolu järsu tõusuga. Tegime koostööd teiste osakondadega, et arutada, kuidas vältida turul olevate seadmete kahjustamist, kasutades samal ajal täielikult ära SiC madala kadudega jõudlust, ja probleem lahendati ideega, mida meie osakond üksi välja ei tulnud: kiire. elektrivoolu väljalülitamine spetsiaalse draiveri IC abil.

Praegu on SiC-ga varustatud vähesed tooted, kuid elektrisõidukite levikuga suurendame SiC-ga toodete hulka ja vähendame seeläbi CO2 emissiooni.

Tomohiro Mimura / R&D.Dept.4, toitemooduli insener. Div.

Vastutasin SiC võimsusega pooljuhtseadmete tootmise protsessi kavandamise eest. SiC kõvadus on teemandi järel teine, seega on seda raskem töödelda kui Si-d. Mul oli raskusi masstootmisprotsessi väljatöötamisega, mis suudaks stabiilselt toime tulla alla ühe mikromeetri suuruste mikrostruktuuridega. DENSO on ränikarbiidi uurimisega tegelenud juba aastaid, mistõttu on palju eelkäijaid ja kõrgemaid töötajaid. Selle SiC-ga seotud probleemi lahendamiseks vestlesin sageli kõrgemate töötajatega, et õppida nende kogemustest ja oskusteabest, ning kasutasin kõiki olemasolevaid tehnoloogiaid. See võimaldas toodet turustada.

Loodan veelgi parandada seadme jõudlust ja kvaliteeti ning vähendada selle maksumust, et SiC-d saaks kasutada palju rohkemates toodetes.

Satoru Sugita / Disainiosakond 2, toitemooduli inst. Div.

Mina vastutasin paigalduse disaini eest. Vastutasin SiC jõupooljuhtide paigaldamisel toitekaartidele töökindluse tagamiseks vajalike nõuete (nt materjalid, mõõtmed, töötlemistingimused) kindlaksmääramise eest. Projekteerimisprotsessis tekkisid paigaldusdefektid kõrge Youngi mooduli* tõttu (umbes kolm korda suurem Si-st), mis on üks SiC materjalide omadusi. Si kasutamisel selliseid defekte ei esinenud. Selle enneolematu nähtusega toimetulemiseks tuli mõelda külgsuunas, tavapärastest ideedest kaugemale. Probleemi täpseks mõistmiseks kaasasin sisemise spetsialiseeritud osakonna ja välised analüüsivahendite tootjad, et koguda erinevaid seisukohti ning viisin läbi genchi-genbutsu kohapealsed kontrollid. See aitas probleemi lahendada ja kajastada tulemusi projekteerimisnõuetes.

Loodan aidata kaasa elektrisõidukite kasutamisele ja aidata luua süsinikdioksiidivaba ühiskonda, julgustades paljusid kliente paigaldama erinevatesse toodetesse SiC jõupooljuhte.

*Youngi moodul: arvväärtus, mis näitab materjali kõvadust. Seda nimetatakse ka elastsusteguriks.

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