模块厂商携手中国电动汽车动力总成制造商推动全面优化和深度集成

 

提供基于 （SiC）和氮化镓（GaN）的耐高温、长寿命的高效、紧凑电机驱动和智能功率模块解决方案的领先供应商CISSOID S. A.（CISSOID）和中国先进电动汽车动力总成制造商 - 深圳市依思普林科技有限公司（依思普林) 共同宣布：双方已达成战略合作伙伴关系，将共同开展研发项目，使 功率器件的优良性能在电动汽车动力总成领域得以充分发挥，从而实现电动汽车动力总成的全面优化和深度集成。

 

电动汽车的动力总成（包括电机、电控和变速箱）已走向三合一，但目前的整合仅仅是在结构上的堆叠，尚属于弱整合。根本原因之一在于不同部位有不同的温度控制需求，例如，电机的一般长期工作耐受温度可达150℃左右（特殊高温电机可达更高额定工作温度），而电控箱的一般长期工作耐受温度可达70-85℃左右，这即是目前普通体硅器件能够保证长期可靠工作的温度范围。然而，随着先天耐高温的 功率器件的普及，未来在电动汽车的结构上，动力总成的全面优化和深度整合是必然的趋势，因为，这样可能使体积减少约三分之一，重量减少约三分之一，内耗减少约三分之一，并有可能使总成本压缩2至4倍。

 

依思普林作为中国提供电动汽车先进动力总成解决方案的领先公司，尤其是在功率模块封装的设计和制造等方面拥有出色的技术专长。CISSOID公司来自比利时，是高温半导体解决方案的领导者，专为极端温度与恶劣环境下的电源管理、功率转换与信号调节提供标准产品与定制解决方案。此次两家公司开展合作将有助于发挥双方的优势，为中国的电动汽车领域提供先进的、全面优化的、深度集成的动力总成产品和解决方案。

 

“我们非常荣幸与依思普林公司开展深入合作，并已在我们的耐高温三相SiC智能功率模块（IPM）产品中采用了其具专利的DWC3封装设计”，CISSOID首席技术官Pierre Delette先生表示，“我们的技术评估表明，依思普林的新型DWC3封装设计在许多方面超越了传统的HPD封装，尤其是更加精巧，便于高密度紧凑安装。我们将进一步合作共同开发更高功率密度的方案，以助力电动汽车动力总成的全面优化和深度整合。”

 

“我们一直在致力于动力总成的优化和集成，以追求最小重量、最小体积、最高效率、及最低成本”，依思普林公司总经理张杰夫先生表示，“Cissoid公司的卓越高温半导体技术为电动汽车动力总成更进一步的全面优化和深度整合奠定了基础，可使电动汽车的动力总成更加紧凑，液冷系统更加简单化；甚至在某些中低功率车型上，可完全放弃水冷，而采用结构大为简化的风冷。动力总成的高度集成和冷却系统的简化将不仅使电动车的成本大大降低，且为电动汽车的整体设计扩展了空间。”

 

Yole Development的市场调查报告表明，自硅基功率半导体器件诞生以来，应用的需求一直推动着结温的升高，目前已达到150℃。第三代宽禁带半导体器件（如SiC）的出现且已日趋成熟并全面商业化普及，其独特的耐高温性能正在加速推动结温从目前的150℃迈向175℃，未来将进军200℃。借助于SiC的独特耐高温特性和低开关损耗优势，这一结温不断提升的趋势将大大改变电力系统的设计格局。这一设计转变反映在电动汽车领域中，即是不断追求动力总成的全面优化和深度集成的趋势。

 

自2014年以来，美国能源部在DoE2025和USDRIVE项目序列中资助了一系列宽禁带半导体（WBG）的基础材料、器件设计和应用系统的探索性研究，其中USDRIVE对电机驱动类应用（ETDS）提出了极高的功率密度指标，要求到2025年功率驱动总成部分（含电机和牵引驱动器）要达到33kW/L ,是2020年已有实现方式的8倍（4kW/L)；同时，要求成本下降到6USD/kW，从而实现与内燃机动力的可比性。

 

基于SiC器件的耐高温特性，美国橡树岭国家实验室（ORNL）和德国弗劳恩霍夫IISB研究所等机构，不约而同地把电力牵引驱动系统离散化，并融合到了电机的轴端或筒体上，实现了深度集成的机电一体化，从而显著地缩小了电力驱动总成的体积和重量，提高了功率密度。集成度的增加也要求零部件都要耐受150℃或以上的高温。

 

根据英国研究公司LMC Automotive的数据和其它相关研究，2021年全球电动车产量为399万辆。其中，中国排名第一，占总数的57.4%。有别于传统燃油车，电动汽车已越来越类似于其它消费类电子产品，技术更新的速度非常快。我们相信，两家公司开展深度合作将有助于发挥双方的优势，为中国的电动汽车领域提供先进的动力总成产品和解决方案。