在新能源汽車市場競爭愈發(fā)激烈的當下,創(chuàng)新技術(shù)無疑是車企率先破局的利刃。日前,在混動、純電領(lǐng)域均占據(jù)行業(yè)領(lǐng)先優(yōu)勢?的浩思動力Horse Powertrain,帶來全新Gemini微型增程器,再次刷新行業(yè)技術(shù)新高度。

Gemini微型增程器采用水平對置雙缸四沖程發(fā)動機與P1永磁同步電機相結(jié)合,并首發(fā)搭載自研“冰刃”系列氮化鎵(GaN)功率模塊,是全球首款應用氮化鎵功率模塊的混動系統(tǒng)。它的成功推出,標志著浩思動力在功率半導體核心技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)新的突破。

氮化鎵模塊首創(chuàng),混動電驅(qū)未來可期

當前,新能源轉(zhuǎn)型已進入“深水區(qū)”。以更小的尺寸實現(xiàn)這一代電驅(qū)系統(tǒng)相同甚至更好的性能,結(jié)合日益成熟的智能化技術(shù),成為下一代電驅(qū)系統(tǒng)的發(fā)展方向。作為全球領(lǐng)先的提供完整動力總成解決方案的供應商,浩思動力提早布局,持續(xù)發(fā)力和支持相關(guān)技術(shù)的研發(fā)創(chuàng)新。

全新Gemini微型增程器的水平對置雙缸四沖程發(fā)動機采用自然吸氣形式,排量僅0.999L,排放標準可達到國6b,并且能夠提供汽油及甲醇兩個版本。同時,發(fā)動機的體積和高度分別比普通直列發(fā)動機減少40%,更小的尺寸,不僅大幅降低增程器的重量實現(xiàn)輕量化,還可以更加靈活地布置在車輛的底盤或后備箱,為儲物和座艙釋放出更多的空間。此外,通過精確的配氣和平衡軸設計,可以將發(fā)動機的振動噪音控制在55分貝以內(nèi),達到圖書館級別的靜音效果。

Gemini微型增程器所采用的“冰刃”系列氮化鎵功率模塊,正是浩思動力基于第三代半導體技術(shù)自主研發(fā)出的全球首創(chuàng)、全新創(chuàng)新型功率模塊封裝解決方案。通過搭載行業(yè)領(lǐng)先的氮化鎵芯片技術(shù)取代傳統(tǒng)硅基芯片,并結(jié)合獨創(chuàng)的CIPB(雙面強化冷卻嵌埋封裝)工藝,Gemini微型增程器實現(xiàn)多維度技術(shù)協(xié)同和性能新突破,成功在創(chuàng)新技術(shù)領(lǐng)域再下一城。

而以“冰刃”命名氮化鎵功率模塊,正是取意于冬日懸于峭壁或房檐之上的冰刃,具象化地展現(xiàn)出氮化鎵功率模塊超薄和高效散熱的核心優(yōu)勢。

氮化鎵功率模塊(上),傳統(tǒng)碳化硅模塊(下)

氮化鎵模塊:嵌埋封裝首發(fā),散熱效率大增

作為高度集成化功率模塊,浩思動力“冰刃”系列功率模塊實現(xiàn)了芯片、封裝、驅(qū)動、散熱高度集成設計,相比于現(xiàn)有模塊封裝整體高度降低35%,體積縮小超過50%,雜散電感降低超過90%,并可解決氮化鎵器件在高功率場景面臨的過流能力低、散熱性能差、可靠性不足等多重痛點,實現(xiàn)整車能耗優(yōu)化?！氨小毕盗泄β誓K功率密度可達684.9 kW/L或294.1kW/kg,達到行業(yè)領(lǐng)先水平。

與此同時,“冰刃”系列功率模塊利用氮化鎵材料的超低電子遷移率特性,通過整機級-模塊級-芯片級三層級優(yōu)化電流路徑設計,將主回路雜散電感大幅降低90%至1nH水平,將導通開關(guān)損耗顯著降低,同時依托CIPB嵌埋封裝技術(shù)的雙面高效散熱結(jié)構(gòu),可將氮化鎵芯片的過流能力與熱可靠性大幅提升,在行業(yè)內(nèi)創(chuàng)新性地提出了功率氮化鎵器件雙面強化冷卻十層嵌埋封裝設計方案。這一全新技術(shù)組合不僅打破了氮化鎵器件在高功率場景下的應用瓶頸痛點問題,更成功推動其首次規(guī)模化落地混合動力系統(tǒng)。在實現(xiàn)系統(tǒng)整體效率提升2%之外,也為整車能耗優(yōu)化帶來核心支撐。

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,通過雙面強化冷卻設計,浩思動力“冰刃”系列功率模塊散熱效率提升高達20%以上。同時,在其超高效特性助力下,峰值效率可實現(xiàn)99.5%,以強悍性能表現(xiàn)再破行業(yè)高度。

“冰刃”出鞘,混動電驅(qū)性能成本雙優(yōu)

伴隨著電動汽車行業(yè)飛速發(fā)展,更高性能、更高效率與更高續(xù)航里程需求持續(xù)增加,促使第三代半導體器件成為車輛性能提升的關(guān)鍵所在。而此次創(chuàng)新推出的浩思動力“冰刃”系列氮化鎵功率模塊,具備比碳化硅(SiC)芯片更強的降本潛力,并可有效緩解傳統(tǒng)硅基IGBT芯片高能耗問題,有望助力浩思動力搶占高效電驅(qū)系統(tǒng)新高地。

在工程化層面,其CIPB嵌埋封裝技術(shù)通過三維十層嵌埋集成結(jié)構(gòu)與緊湊布局,雜散電感降低至小于1nH水平,可使模塊電氣性能、能耗與功率密度達到行業(yè)標桿級別水平,實現(xiàn)整機控制器體積縮減超20%,助力整車輕量化的同時,也可實現(xiàn)空間布局進一步優(yōu)化。

此外,作為領(lǐng)先的混動系統(tǒng)企業(yè),浩思打破傳統(tǒng)功率半導體產(chǎn)業(yè)開發(fā)分工模式,在行業(yè)內(nèi)創(chuàng)新性地提出整車-動力總成-整機-封裝-芯片全鏈條協(xié)同開發(fā),實現(xiàn)從芯片到整車的雙向反復迭代優(yōu)化設計,通過全鏈條拉通材料創(chuàng)新與工藝優(yōu)化,使得該技術(shù)方案還展現(xiàn)出顯著的降本潛力,可為新能源汽車動力系統(tǒng)的性能升級與成本控制帶來雙重價值,并創(chuàng)造從芯片到整車開發(fā)的全新產(chǎn)業(yè)范式。

Gemini微型增程器和“冰刃”系列氮化鎵功率模塊的問世,不僅展現(xiàn)了浩思動力領(lǐng)先業(yè)內(nèi)的強大技術(shù)研發(fā)實力,也為下一代電驅(qū)系統(tǒng)的高效化、小型化與智能化發(fā)展奠定關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ),有望助推行業(yè)邁向高速、高質(zhì)量發(fā)展新階段。