理想自研功率模塊公布!無外露端子設(shè)計(jì)亮眼
關(guān)鍵詞: 理想汽車 碳化硅功率模塊 技術(shù)創(chuàng)新 車企合作 行業(yè)痛點(diǎn)
電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道(文/梁浩斌) 2025年6月13日,在第17屆國(guó)際汽車動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)年會(huì)(TMC2025)上,理想汽車首次公開其歷時(shí)3年半研發(fā)的自研高壓碳化硅(SiC)功率模塊LPM(Li Power Module),并宣布該模塊將于7月搭載于旗艦純電車型理想i8首發(fā)上市,未來還會(huì)陸續(xù)搭載在理想所有純電車型上。
來源:理想汽車
理想LPM模塊的核心價(jià)值在于系統(tǒng)級(jí)能效優(yōu)化。通過降低“系統(tǒng)寄生電感”這一隱形損耗源,理想團(tuán)隊(duì)將電流回路的等效串聯(lián)電感(ESL)優(yōu)化至約10nH,較行業(yè)平均水平降低50%。
來源:理想汽車
這一改進(jìn)源于多維度技術(shù)創(chuàng)新:半橋內(nèi)部電氣設(shè)計(jì)優(yōu)化、無端子高壓連接技術(shù)、高精度AMB直接激光焊工藝,以及母排三維空間疊層設(shè)計(jì)等技術(shù)組合,顯著縮小了電流回路面積。以理想i8為例,該模塊使整車?yán)m(xù)航在SiC技術(shù)本身提升6%(約40公里)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步增加1%(約7公里),實(shí)現(xiàn)總續(xù)航提升7%的技術(shù)飛躍。
來源:理想汽車
在空間優(yōu)化方面,理想汽車顛覆傳統(tǒng)功率模塊設(shè)計(jì)范式。其革命性內(nèi)部開窗設(shè)計(jì)徹底摒棄外露功率端子和螺栓連接方式,直接在模塊本體開窗實(shí)現(xiàn)大電容與銅排的精準(zhǔn)嵌套。這一創(chuàng)新使模塊占地面積縮減50%,Y向尺寸減小40mm,為后排乘客釋放出寶貴的頭部與腿部空間
。這種設(shè)計(jì)需要功率模塊、電機(jī)控制器、電驅(qū)動(dòng)總成與整車的跨層級(jí)聯(lián)合開發(fā)能力,同時(shí)克服了塑封過程中開窗邊緣穩(wěn)定性控制、超薄覆銅基板多點(diǎn)激光焊接等工藝難題。
在質(zhì)量管控領(lǐng)域,理想汽車構(gòu)建了覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈的精密制造體系。從芯片級(jí)激光焊接到模塊級(jí)潔凈度控制,再到整車級(jí)可靠性驗(yàn)證,其生產(chǎn)流程融入多項(xiàng)“黑科技”——包括遠(yuǎn)超行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的加速老化測(cè)試、多維度視覺與電氣檢測(cè)技術(shù),以及高度自動(dòng)化產(chǎn)線保障的質(zhì)量一致性
。目前,理想已建成蘇州斯科半導(dǎo)體基地,規(guī)劃總投資10億元用于SiC模塊研發(fā)生產(chǎn),一期產(chǎn)線已于2024年底通線,支撐800V高壓平臺(tái)車型的規(guī)?;涞?。
理想汽車的技術(shù)突破折射出新能源汽車行業(yè)對(duì)功率模塊的深度布局。東風(fēng)汽車與芯聯(lián)集成聯(lián)合開發(fā)的自研SiC模塊采用雙面散熱封裝技術(shù),系統(tǒng)效率突破99%;比亞迪依托IGBT 4.0芯片持續(xù)優(yōu)化模塊集成度,其最新一代模塊體積比達(dá)到0.35kW/cm3的行業(yè)領(lǐng)先水平。特斯拉Model 3/Y搭載的SiC模塊則通過單管芯片封裝技術(shù)實(shí)現(xiàn)高性能,為行業(yè)提供重要技術(shù)參考。
值得關(guān)注的是,車企與半導(dǎo)體企業(yè)的深度協(xié)同正在加速技術(shù)迭代。理想汽車與中車時(shí)代半導(dǎo)體合作開發(fā)的XPM增程功率模塊預(yù)計(jì)2026年量產(chǎn),可適配400V-800V全電壓平臺(tái);與三安光電合資的湖南三安基地則專注于SiC襯底材料研發(fā),規(guī)劃年產(chǎn)60萬(wàn)片碳化硅晶圓,為高壓平臺(tái)車型提供穩(wěn)定供應(yīng)保障。
盡管SiC模塊優(yōu)勢(shì)顯著,但成本與可靠性仍是行業(yè)痛點(diǎn)。當(dāng)前SiC襯底成本為硅基器件的5-8倍,且車規(guī)級(jí)模塊需經(jīng)歷長(zhǎng)達(dá)3-5年的可靠性驗(yàn)證。對(duì)此,理想汽車通過仿真驗(yàn)證平臺(tái)建設(shè)加速技術(shù)落地——其失效分析實(shí)驗(yàn)室可模擬10年工況加速測(cè)試,確保產(chǎn)品可靠性。此外,上汽等車企正探索SiC與IGBT混合封裝方案,在控制成本的同時(shí)實(shí)現(xiàn)性能平衡。
從技術(shù)演進(jìn)趨勢(shì)看,雙面散熱封裝、三維封裝集成、芯片級(jí)智能驅(qū)動(dòng)等創(chuàng)新方向正在興起。東風(fēng)汽車展示的雙面散熱SiC模塊可將熱阻降低30%以上;而特斯拉提出的單管芯片封裝技術(shù)則通過減少內(nèi)部互連環(huán)節(jié)提升可靠性。這些探索預(yù)示著功率模塊將向更高集成度、更優(yōu)熱管理、更低系統(tǒng)成本方向持續(xù)進(jìn)化。
