DENSO przyczynia się do dekarbonizacji społeczeństwa, dostarczając półprzewodniki mocy SiC

TOKIO, 02 listopada 2021 r. – (JCN Newswire) – Korporacja DENSO przyczynia się do rozpowszechniania pojazdów elektrycznych, wydłużania ich przebiegu i ograniczania emisji CO2 z pojazdów poprzez opracowywanie półprzewodników mocy SiC (węglik krzemu), które zawierają zastrzeżone struktury DENSO i technologii przetwarzania oraz wykorzystywania ich w swoich produktach w pojazdach.

Karta mocy SiC

Moduł zasilania wspomagającego

Półprzewodnik mocy jest jak mięśnie w ludzkim ciele. Przenosi elementy, takie jak falowniki i silniki (kończyny), na podstawie poleceń z ECU (mózg). Typowe półprzewodniki mocy stosowane w produktach samochodowych są wykonane z krzemu (Si). Dla porównania, SiC zapewnia doskonałą wydajność w środowiskach o wysokiej temperaturze, wysokiej częstotliwości i wysokim napięciu oraz pomaga znacznie zmniejszyć straty mocy, rozmiar i wagę falowników. Tym samym urządzenia SiC przyciągnęły uwagę, ponieważ przyspieszają elektryfikację pojazdów.

Na przykład moduł wzmacniający, który zawiera półprzewodnik mocy SiC firmy DENSO, ma o około 30% mniejszą objętość przy o 70% mniej strat mocy niż konwencjonalny produkt z półprzewodnikiem mocy SiC. W rezultacie produkty zostały zmniejszone, a zużycie paliwa poprawiło się.

DENSO nazywa te technologie SiC „REVOSIC”, przekazując ideę dokonywania „zmian” w społeczeństwie za pomocą innowacyjnych technologii. Firma opracowuje szeroką gamę technologii, od płytek do modułów mocy, i będzie kontynuować prace badawczo-rozwojowe nad technologiami REVOSIC SiC i rozpowszechniać ich zastosowanie w pojazdach elektrycznych, aby pomóc w urzeczywistnieniu społeczeństwa pozbawionego emisyjności.

Wprowadzenie programistów

Tomoo Morino / R&D.Dept.4, Moduł mocy inż. Dyw.

Wraz z działem projektowania modułów mocy byłem odpowiedzialny za ustalenie specyfikacji półprzewodnika mocy SiC oraz zaprojektowanie konstrukcji urządzenia na podstawie specyfikacji. SiC ma niską rezystancję w porównaniu do Si, dzięki czemu prąd elektryczny może płynąć łatwiej. Ze względu na tę właściwość prototypowe urządzenie SiC zostało uszkodzone przez nagły wzrost prądu o dużym natężeniu. Współpracowaliśmy z innymi działami, aby omówić, jak zapobiegać uszkodzeniom urządzeń na rynku, jednocześnie w pełni wykorzystując niskostratną wydajność SiC, a problem został rozwiązany dzięki pomysłowi, którego nasz dział nie był w stanie sam wymyślić: dużej prędkości odcięcie prądu elektrycznego za pomocą specjalnego sterownika IC.

Na razie niewiele produktów jest wyposażonych w SiC, ale w miarę upowszechniania się pojazdów elektrycznych zwiększymy liczbę produktów z SiC, a tym samym zmniejszymy emisje CO2.

Tomohiro Mimura / R&D.Dept.4, Power Module inż. Dyw.

Byłem odpowiedzialny za projektowanie procesu wytwarzania półprzewodnikowych elementów mocy SiC. Twardość SiC ustępuje tylko diamentowi, więc jest trudniejszy w obróbce niż Si. Zmagałem się z zaprojektowaniem procesu masowej produkcji, który mógłby stabilnie radzić sobie z mikrostrukturami mniejszymi niż jeden mikrometr. DENSO prowadzi badania nad SiC od wielu lat, więc jest wielu poprzedników i starszych pracowników. Aby rozwiązać ten problem z SiC, często rozmawiałem ze starszymi pracownikami, aby czerpać z ich doświadczenia i know-how, a także w pełni korzystać z istniejących technologii. Umożliwiło to komercjalizację produktu.

Mam nadzieję na dalszą poprawę wydajności i jakości urządzenia oraz obniżenie jego kosztów, aby SiC można było zastosować w wielu innych produktach.

Satoru Sugita / Dział Projektów 2, Moduł Mocy inż. Dyw.

Byłem odpowiedzialny za projekt mocowania. Byłem odpowiedzialny za określenie wymagań zapewniających niezawodność (m.in. materiały, wymiary, warunki przetwarzania) wymaganych do instalacji półprzewodników mocy SiC w kartach mocy. W procesie projektowania wady montażowe wystąpiły ze względu na wysoki moduł Younga* (około trzykrotny moduł Si), który jest jedną z cech materiałów SiC. Takie defekty nie wystąpiły, gdy zastosowano Si. Aby poradzić sobie z tym bezprecedensowym zjawiskiem, konieczne było myślenie z boku, poza konwencjonalne wyobrażenia. Aby dokładnie zrozumieć problem, zaprosiłem wewnętrzny wyspecjalizowany dział i zewnętrznych producentów instrumentów analitycznych, aby zebrać różne punkty widzenia i przeprowadzić weryfikację genchi-genbutsu na miejscu. Pomogło to rozwiązać problem i odzwierciedlić wyniki w wymaganiach projektowych.

Mam nadzieję przyczynić się do wykorzystania pojazdów elektrycznych i pomóc w tworzeniu społeczeństwa pozbawionego emisyjności, zachęcając wielu klientów do instalowania półprzewodników mocy SiC w różnych produktach.

*Moduł Younga: Wartość liczbowa reprezentująca twardość materiału. Jest również znany jako współczynnik elastyczności.

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