A DENSO SiC teljesítmény-félvezetők biztosításával járul hozzá a dekarbonizált társadalomhoz

TOKIÓ, 02. november 2021. – (JCN Newswire) – A DENSO Corporation a DENSO szabadalmaztatott szerkezeteit magában foglaló SiC (szilícium-karbid) teljesítmény-félvezetők kifejlesztésével járult hozzá az elektromos járművek használatának elterjedéséhez, futásteljesítményük növeléséhez és a járművek CO2-kibocsátásának csökkentéséhez. és a feldolgozási technológiákat, és felhasználja azokat járművön belüli termékeiben.

SiC tápkártya

Erősítő tápmodul

A teljesítmény-félvezető olyan, mint az emberi test izmai. Az ECU (agy) parancsai alapján mozgatja az alkatrészeket, például az invertereket és a motorokat (végtagokat). A járműbe épített termékekben használt tipikus teljesítmény-félvezetők szilíciumból (Si) készülnek. Összehasonlításképpen, a SiC kiváló teljesítményt nyújt magas hőmérsékletű, nagyfrekvenciás és nagyfeszültségű környezetben, és jelentősen csökkenti az inverterek teljesítményveszteségét, méretét és súlyát. Így a SiC eszközök felkeltették a figyelmet, mert felgyorsítják a járművek villamosítását.

Például a DENSO SiC teljesítmény-félvezetőjét magában foglaló teljesítményfokozó modul körülbelül 30%-kal kisebb térfogatú, és 70%-kal kisebb teljesítményveszteséggel rendelkezik, mint egy hagyományos termék SiC teljesítmény-félvezetővel. Ennek eredményeként a termékek kisebbek lettek, és javult a járművek üzemanyag-hatékonysága.

A DENSO ezeket a SiC-technológiákat „REVOSIC”-nak nevezi, és azt a gondolatot közvetíti, hogy innovatív technológiákon keresztül „változásokat” hajtsanak végre a társadalomban. A vállalat a szeletektől a teljesítménymodulokig a technológiák átfogó skáláját fejleszti, és folytatja a REVOSIC SiC technológiák kutatását és fejlesztését, valamint azok elektromos járművekben való alkalmazásának elterjesztését a dekarbonizált társadalom megvalósítása érdekében.

A fejlesztők bemutatkozása

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

A teljesítménymodul tervező részleggel a SiC teljesítmény félvezető specifikációinak meghatározása és a specifikációk alapján a készülék felépítése volt a feladatom. A SiC-hoz képest alacsony az ellenállása, így az elektromos áram könnyebben tud folyni. Ennek a tulajdonságnak köszönhetően egy SiC-eszköz prototípusa megsérült egy hirtelen nagy elektromos áram túlfeszültség következtében. Együttműködtünk más részlegekkel, hogy megvitassuk, hogyan lehet megelőzni a piacon lévő eszközök károsodását, miközben teljes mértékben kihasználjuk a SiC alacsony veszteségű teljesítményét, és a problémát egy olyan ötlettel oldottuk meg, amelyet osztályunk egyedül nem tudott kitalálni: nagy sebességű az elektromos áram lekapcsolása speciális meghajtó IC segítségével.

Egyelőre kevés termék van SiC-vel felszerelve, de az elektromos járművek terjedésével növeljük a SiC termékek számát és ezzel csökkentjük a CO2-kibocsátást.

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

Én voltam a felelős a SiC teljesítmény félvezető eszközök gyártásának folyamattervezéséért. A szilícium-karbid keménysége a második a gyémánt után, ezért nehezebb feldolgozni, mint a SiC. Küzdöttem egy olyan tömeggyártási folyamat megtervezésével, amely stabilan képes kezelni az egy mikrométernél kisebb mikrostruktúrákat. A DENSO évek óta kutatja a SiC-t, így sok elődje és vezető alkalmazottja van. Ennek a SiC-vel kapcsolatos problémának a megoldása érdekében gyakran beszélgettem vezető beosztású alkalmazottakkal, hogy tanuljak tapasztalataikból és know-how-jukból, valamint teljes mértékben kihasználtam a meglévő technológiák előnyeit. Ez lehetővé tette a termék kereskedelmi forgalomba hozatalát.

Bízom benne, hogy tovább javítom a készülék teljesítményét és minőségét, és csökkentem a költségeit, hogy a SiC sokkal több termékben használható legyen.

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

A szerelési tervezésért én voltam a felelős. A SiC teljesítmény-félvezetők teljesítménykártyákba történő beépítéséhez szükséges megbízhatósági követelmények (pl. anyagok, méretek, feldolgozási feltételek) meghatározása az én feladatom volt. A tervezési folyamat során szerelési hibák léptek fel a magas Young-modulus* miatt (körülbelül háromszorosa a Si-énak), ami a SiC anyagok egyik jellemzője. Ilyen hibák nem fordultak elő Si használatakor. Ahhoz, hogy megbirkózzunk ezzel a példátlan jelenséggel, oldalról kellett gondolkodni, túllépve a hagyományos elképzeléseken. A probléma pontos megértése érdekében bevontam egy belső szakosodott osztályt és az elemző műszerek külső gyártóit, hogy összegyűjtsék a különböző nézőpontokat, és elvégeztem a genchi-genbutsu helyszíni ellenőrzéseket. Ez segített megoldani a problémát, és tükrözte a megállapításokat a tervezési követelményekben.

Remélem, hozzájárulhatok az elektromos járművek használatához, és hozzájárulhatok egy dekarbonizált társadalom megteremtéséhez azáltal, hogy sok ügyfelet arra ösztönözve, hogy SiC teljesítmény-félvezetőt szereljenek be különböző termékekbe.

*Young modulusa: Egy anyag keménységét jelző számérték. Rugalmassági együtthatónak is nevezik.

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