2023汽车半导体生态峰会 || 阳光电动力于安博:TPAK模块将成未来技术趋势
以“链启芯程 · 智造未来”为主题的“2023汽车半导体生态峰会暨全球汽车电子博览会”,由广东省工业和信息化厅、深圳市工业和信息化局、中国能源汽车传播集团指导,《中国汽车报》社主办,爱集微承办,于2023年9月26日至27日在深圳福田会议中心隆重召开。
本届峰会坚持行业领袖峰会的高端定位,全面助力产业间深度融合与创新,推动上下游产业链伙伴携手合作,共同构建具有全球竞争力的汽车科技创新新生态。
峰会现场,多领域、多视角开展的20场特色活动,囊括主峰会、技术研讨、项目路演、专业展览、交流盛宴等,汇聚政、产、学、研、用、投等多个产业圈层,围绕全球及中国汽车半导体产业热点展开交流,峰会重点聚焦新技术、新趋势,深入剖析汽车半导体各细分领域的发展机遇和挑战,近百个精彩纷呈的演讲,共同呈现出一幅专业而全面的思维图景。
在9月26日举办的“动力总成专场”上,合肥阳光电动力科技有限公司副总裁于安博进行了题为《阳光动力域800V高压方案创新与展望》的演讲。以下内容为现场演讲实录:
于安博:我将从5个方面跟大家分享阳光在动力域800V高压方案的一些创新。在讲发展趋势前要讲2个痛点。特别是纯电动车来讲,由于基础设施不够完善,大家还是觉得充电不够快,还没有做到像加油一样便捷。另外是续航还不够长,500多公里不算短了,但核心还是补能的焦虑。
合肥阳光电动力科技有限公司副总裁 于安博
为了解决补电慢问题,行业提出的解决方案是高压化,用800V快充实现5分钟补充200公里续航,一旦普及开来,对于纯电新能源汽车的推广是非常有利的。即使现在市场上整车电压平台大多是400V,但800V已经是趋势,没有做到普及的重要因素就是配套设施不是那么完善。第二点,在800V高压快充下,碳化硅的应用就显得十分重要,因为碳化硅的效率具有明显优势。第三点,是整车电子电气架构的演化,从早期分布式到现在集中式架构的演进也是重要的发展趋势。针对动力系统逻辑来讲,集成化趋势非常明显,2020年左右的时候是三合一,到今天八合一、多合一陆续提出并走向量产。
我们首先面临的挑战就是,碳化硅器件的大量应用让散热更加集中,EMC设计难度更大。第二,800V系统如何兼容市面上已有的充电桩,也是一个挑战。另外,电驱的集成化不是简单的物理拼凑,而是在过程中实现电路集成、成本节约和效率提升。新的产品形态也带来更多新技术的要求。
在功率器件封装技术方面,分立器件并联方案器件提供了功率可拓展的灵活性,可以用一颗料实现不同产品配置。这但这对于电控厂家的能力提出了要求,要具备基本真空焊接能力,具备激光焊接的能力。基于TPAK器件的分立器件并联方案,可以通过不同数量器件的并联,实现电流能力的可拓展,可以在不同电流能力下均可以提供具有竞争力的解决方案,特别是其天然地支持硅和碳化硅的混合驱动方案,为下一步产品优化奠定了基础。
散热方面,行业内普遍采用导热硅脂的方案。而我们将器件与散热器连接用到了焊接的工艺;烧结同样能满足车规级要求,甚至可以带来更高的散热性能和功率循环性能,但仍存在两个痛点,烧结设备国产尚无突破,需要欧洲进口,交期、成本较高。想搭产线需要3年时间,烧结一台控制器的成本也可能要增加200多元。选择焊接方案可以在性能与成本之间做到比较好的平衡。
TPAK的技术路线,在于不同数量器件的并联组合实现更好的产品性能。从2017年开始,我们的单管并联产品就已实现量产,在器件参数一致性上做了许多底层仿真和研究,这是我们坚持用并联方案获得成本竞争力的基础手段。除却成本低,硅和碳化硅器件共用一种封装,切换更灵活。
目前我们有完全通过标准的30兆以下EMC的仿真,在器件可靠性、整机可靠性上做了很多测试。首先是器件导入,我们给厂家的厂测要求很高,要求凡是给我们供货的企业一定要做高温动静态测试。在整机级别,我们会进行五大可靠性测试。
另外,在车载业务上,我们覆盖车载电控和电源,坚持做高集成的方案以提升功率密度。在车载电源产品上,我们的一个创新核心点在磁件设计,通过建立程序化的磁件设计工具,综合考虑体积、成本、损耗等因素,达到产品的更优化设计,实现器件体积缩小近30%,成本下降20%。
最后简单介绍一下我们集团公司,阳光电源深耕光、风、储、电、氢五大赛道,在光伏行业我们做逆变器、光伏电站、水面光伏系统等,也有光伏支架、智能清扫等业务。所有业务都紧紧聚焦新能源主赛道,核心设备跟功率半导体紧密相连。集团聚焦核心能力,业务涉及多行业多领域,逻辑是做少、做精、做可靠、做全球。2022 年阳光电源营收达 402.6亿元,今年预计仍有较快增长。电动力板块,去年出货量接近 60 万台。
今年以来,有些碳化硅厂家开始送样,能看到国产功率半导体确实走了很大一步,未来空间广阔。
我汇报的内容就这么多,谢谢大家。