DENSO edistää hiilidioksidipäästötöntä yhteiskuntaa tarjoamalla piikarbiditehopuolijohteita

TOKYO, 02 – (JCN Newswire) – DENSO Corporation on osallistunut sähköajoneuvojen käytön levittämiseen, niiden ajokilometrien pidentämiseen ja ajoneuvojen CO2021-päästöjen vähentämiseen kehittämällä SiC (piikarbidi) tehopuolijohteita, jotka sisältävät DENSOn omia rakenteita ja prosessointiteknologiat ja niiden käyttö ajoneuvoissaan olevissa tuotteissaan.

SiC virtakortti

Tehotehomoduuli

Tehopuolijohde on kuin ihmiskehon lihakset. Se siirtää komponentteja, kuten inverttereitä ja moottoreita (raajoja), ECU:n (aivot) komentojen perusteella. Ajoneuvoissa käytetyt tyypilliset tehopuolijohteet on valmistettu piistä (Si). Vertailun vuoksi SiC tarjoaa erinomaisen suorituskyvyn korkeissa lämpötiloissa, korkeataajuisissa ja suurjänniteympäristöissä ja auttaa merkittävästi vähentämään invertterien tehohäviötä, kokoa ja painoa. SiC-laitteet ovat siis herättäneet huomiota, koska ne nopeuttavat ajoneuvojen sähköistämistä.

Esimerkiksi tehostetehomoduuli, joka sisältää DENSO:n SiC-tehopuolijohteen, on tilavuudeltaan noin 30 % pienempi ja tehohäviö on 70 % pienempi kuin perinteinen tuote, jossa on Si-tehopuolijohde. Tämän seurauksena tuotteita on pienennetty ja ajoneuvojen polttoainetehokkuutta parannettu.

DENSO kutsuu näitä piikarbiditeknologioita "REVOSICiksi", mikä välittää ajatuksen "muutoksista" yhteiskunnassa innovatiivisten teknologioiden avulla. Yritys on kehittänyt kattavaa valikoimaa teknologioita kiekoista tehomoduuleihin ja jatkaa REVOSIC SiC -teknologioiden tutkimusta ja kehitystä sekä niiden käytön levittämistä sähköajoneuvoissa auttaakseen toteuttamaan hiilivapaata yhteiskuntaa.

Kehittäjien esittely

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

Vastasin tehomoduulien suunnitteluosaston kanssa SiC-tehopuolijohteen eritelmien määrittämisestä ja laiterakenteen suunnittelusta spesifikaatioiden perusteella. SiC:llä on pieni resistanssi verrattuna Si:iin, joten sähkövirta voi virrata helpommin. Tästä ominaisuudesta johtuen SiC-prototyyppi vaurioitui äkillisen suuren sähkövirran aallon seurauksena. Teimme yhteistyötä muiden osastojen kanssa keskustellaksemme siitä, kuinka estää markkinoilla olevien laitteiden vaurioituminen samalla kun hyödynnämme piikarbidin vähähäviöistä suorituskykyä, ja ongelma ratkaistiin idealla, jota osastomme ei voinut keksiä yksin: nopea sähkövirran katkaisu erityisellä ohjainpiirillä.

Toistaiseksi harvoissa tuotteissa on piikarbidia, mutta sähköajoneuvojen yleistyessä lisäämme piikarbidia sisältävien tuotteiden määrää ja vähennämme näin hiilidioksidipäästöjä.

Tomohiro Mimura / R&D.Dept.4, tehomoduulisuunnittelija. Div.

Vastasin SiC tehopuolijohdelaitteiden valmistuksen prosessisuunnittelusta. Piikarbidin kovuus on timantin jälkeen toinen, joten sitä on vaikeampi käsitellä kuin Si:tä. Minulla oli vaikeuksia suunnitella massatuotantoprosessia, joka pystyy käsittelemään vakaasti alle yhden mikrometrin mikrorakenteita. DENSO on tutkinut piikarbidia useiden vuosien ajan, joten edeltäjiä ja johtavia työntekijöitä on monia. Ratkaisin tämän SiC-ongelman keskustellessani usein vanhempien työntekijöiden kanssa oppiakseni heidän kokemuksestaan ​​ja taitotiedoistaan, ja myös hyödynsin täysimääräisesti olemassa olevia teknologioita. Tämä mahdollisti tuotteen kaupallistamisen.

Toivon voivani edelleen parantaa laitteen suorituskykyä ja laatua sekä alentaa sen kustannuksia, jotta piikarbidia voidaan käyttää monissa muissa tuotteissa.

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

Vastasin asennussuunnittelusta. Vastasin tehokorttien SiC-tehopuolijohteiden asennuksessa vaadittavien luotettavuuden varmistavien vaatimusten määrittämisestä (esim. materiaalit, mitat, käsittelyolosuhteet). Suunnitteluprosessissa ilmeni asennusvirheitä korkeasta Youngin moduulista* (noin kolminkertainen Si:iin verrattuna), mikä on yksi piikarbidimateriaalien ominaisuuksista. Tällaisia ​​vikoja ei ilmennyt käytettäessä Si:tä. Tämän ennennäkemättömän ilmiön selvittämiseksi oli välttämätöntä ajatella sivuttain, tavanomaisten ideoiden ulkopuolella. Ymmärtääkseni ongelman tarkasti, toin sisäisen erikoistuneen osaston ja ulkoiset analyysilaitteiden valmistajat keräämään erilaisia ​​näkökulmia ja tein genchi-genbutsu paikan päällä. Tämä auttoi ratkaisemaan ongelman ja heijastamaan havaintoja suunnitteluvaatimuksissa.

Toivon voivani edistää sähköajoneuvojen käyttöä ja auttaa luomaan hiilivapaata yhteiskuntaa rohkaisemalla monia asiakkaita asentamaan piikarbiditehopuolijohteita erilaisiin tuotteisiin.

*Youngin moduuli: Numeerinen arvo, joka edustaa materiaalin kovuutta. Se tunnetaan myös elastisuuskertoimena.

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