DENSO bidrar til et avkarbonisert samfunn ved å tilby SiC Power Semiconductors

TOKYO, 02. nov. 2021 – (JCN Newswire) – DENSO Corporation har bidratt til å spre bruken av elektriske kjøretøy, utvide kjørelengden deres og redusere CO2-utslipp fra kjøretøy ved å utvikle SiC (silisiumkarbid) krafthalvledere, som inkluderer DENSOs proprietære strukturer og prosesseringsteknologier, og bruke dem i sine kjøretøyprodukter.

SiC strømkort

Booster kraftmodul

En krafthalvleder er som musklene i menneskekroppen. Den flytter komponenter, som invertere og motorer (lemmer), basert på kommandoer fra en ECU (hjerne). Typiske krafthalvledere som brukes i produkter i kjøretøy er laget av silisium (Si). Til sammenligning tilbyr SiC overlegen ytelse i miljøer med høy temperatur, høy frekvens og høyspenning, og bidrar betydelig til å redusere strømtapet, størrelsen og vekten til omformere. Dermed har SiC-enheter vakt oppmerksomhet fordi de akselererer elektrifiseringen av kjøretøy.

For eksempel er en booster-kraftmodul, som inneholder DENSOs SiC-krafthalvleder, omtrent 30 % mindre i volum med 70 % mindre effekttap enn et konvensjonelt produkt med Si-krafthalvleder. Som et resultat har produktene blitt mindre og kjøretøyets drivstoffeffektivitet forbedret.

DENSO kaller disse SiC-teknologiene "REVOSIC", som formidler ideen om å gjøre "endringer" i samfunnet gjennom innovative teknologier. Selskapet har utviklet et omfattende utvalg av teknologier fra wafere til kraftmoduler, og vil fortsette FoU på REVOSIC SiC-teknologier og spre bruken av dem i elektriske kjøretøy for å bidra til å realisere et avkarbonisert samfunn.

Introduksjon av utviklere

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

Jeg var ansvarlig for å bestemme spesifikasjonene til SiC-krafthalvlederen med kraftmoduldesignavdelingen og utforme enhetsstrukturen basert på spesifikasjonene. SiC har lav motstand sammenlignet med Si og dermed kan elektrisk strøm flyte lettere. På grunn av denne egenskapen ble en prototype SiC-enhet skadet av en plutselig bølge av en stor elektrisk strøm. Vi samarbeidet med andre avdelinger for å diskutere hvordan vi kan forhindre skade på enheter i markedet samtidig som vi drar full nytte av SiC-ytelsen med lavt tap, og problemet ble løst med en idé som vår avdeling ikke kunne komme opp med alene: høyhastighets avskjæring av den elektriske strømmen ved hjelp av en spesiell driver IC.

Foreløpig er det få produkter som er utstyrt med SiC, men etter hvert som elbiler sprer seg, vil vi øke antall produkter med SiC og dermed redusere CO2-utslippene.

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

Jeg var ansvarlig for prosessdesignet for produksjon av SiC-krafthalvlederenheter. Hardheten til SiC er nest etter diamant, så det er vanskeligere å behandle enn Si. Jeg slet med å designe en masseproduksjonsprosess som stabilt kan håndtere mikrostrukturer på mindre enn én mikrometer. DENSO har forsket på SiC i mange år, og det er derfor mange forgjengere og ledende ansatte. For å løse dette problemet med SiC, snakket jeg ofte med ledende ansatte for å lære av deres erfaring og kunnskap, og utnyttet også eksisterende teknologier fullt ut. Dette gjorde det mulig å kommersialisere produktet.

Jeg håper å forbedre ytelsen og kvaliteten til enheten ytterligere og redusere kostnadene slik at SiC kan brukes i mange flere produkter.

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

Jeg var ansvarlig for monteringsdesignet. Jeg var ansvarlig for å fastsette kravene for å sikre pålitelighet (f.eks. materialer, dimensjoner, prosessforhold) som kreves for å installere SiC-krafthalvledere i strømkort. I designprosessen oppsto monteringsfeil på grunn av den høye Youngs modul* (omtrent trippel av Si), som er en av egenskapene til SiC-materialer. Slike feil oppstod ikke når Si ble brukt. For å takle dette enestående fenomenet var det nødvendig å tenke sideveis, utover konvensjonelle ideer. For å forstå problemet nøyaktig, hentet jeg inn en intern spesialavdeling og eksterne produsenter av analyseinstrumenter for å samle forskjellige synspunkter og gjennomførte genchi-genbutsu-verifikasjoner på stedet. Dette bidro til å løse problemet og gjenspeile funnene i designkravene.

Jeg håper å bidra til bruken av elektriske kjøretøy og bidra til å skape et karbonisert samfunn ved å oppmuntre mange kunder til å installere SiC-krafthalvleder i ulike produkter.

*Youngs modulus: En numerisk verdi som representerer hardheten til et materiale. Det er også kjent som elastisitetskoeffisient.

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