在新能源汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈的當(dāng)下,創(chuàng)新技術(shù)無(wú)疑是車企率先破局的利刃。日前,在混動(dòng)、純電領(lǐng)域均占據(jù)行業(yè)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)?的浩思動(dòng)力Horse Powertrain,帶來(lái)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(duì)置雙缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)與P1永磁同步電機(jī)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(yīng)用氮化鎵功率模塊的混動(dòng)系統(tǒng)。它的成功推出,標(biāo)志著浩思動(dòng)力在功率半導(dǎo)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(dòng)電驅(qū)未來(lái)可期

當(dāng)前,新能源轉(zhuǎn)型已進(jìn)入“深水區(qū)”。以更小的尺寸實(shí)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(dòng)力總成解決方案的供應(yīng)商,浩思動(dòng)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(duì)置雙缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)采用自然吸氣形式,排量?jī)H0.999L,排放標(biāo)準(zhǔn)可達(dá)到國(guó)6b,并且能夠提供汽油及甲醇兩個(gè)版本。同時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)的體積和高度分別比普通直列發(fā)動(dòng)機(jī)減少40%,更小的尺寸,不僅大幅降低增程器的重量實(shí)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(chǔ)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(shè)計(jì),可以將發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)噪音控制在55分貝以內(nèi),達(dá)到圖書館級(jí)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(dòng)力基于第三代半導(dǎo)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(dú)創(chuàng)的CIPB(雙面強(qiáng)化冷卻嵌埋封裝)工藝,Gemini微型增程器實(shí)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(shì)。

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(dòng)力“冰刃”系列功率模塊實(shí)現(xiàn)了芯片、封裝、驅(qū)動(dòng)、散熱高度集成設(shè)計(jì),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(chǎng)景面臨的過流能力低、散熱性能差、可靠性不足等多重痛點(diǎn),實(shí)現(xiàn)整車能耗優(yōu)化。“冰刃”系列功率模塊功率密度可達(dá)684.9 kW/L或294.1kW/kg,達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平。

與此同時(shí),“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(jī)級(jí)-模塊級(jí)-芯片級(jí)三層級(jí)優(yōu)化電流路徑設(shè)計(jì),將主回路雜散電感大幅降低90%至1nH水平,將導(dǎo)通開關(guān)損耗顯著降低,同時(shí)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(qiáng)化冷卻十層嵌埋封裝設(shè)計(jì)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(chǎng)景下的應(yīng)用瓶頸痛點(diǎn)問題,更成功推動(dòng)其首次規(guī)?；涞鼗旌蟿?dòng)力系統(tǒng)。在實(shí)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(lái)核心支撐。

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

“冰刃”出鞘,混動(dòng)電驅(qū)性能成本雙優(yōu)

伴隨著電動(dòng)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(dǎo)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(dòng)力“冰刃”系列氮化鎵功率模塊,具備比碳化硅(SiC)芯片更強(qiáng)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(dòng)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(dá)到行業(yè)標(biāo)桿級(jí)別水平,實(shí)現(xiàn)整機(jī)控制器體積縮減超20%,助力整車輕量化的同時(shí),也可實(shí)現(xiàn)空間布局進(jìn)一步優(yōu)化。

此外,作為領(lǐng)先的混動(dòng)系統(tǒng)企業(yè),浩思打破傳統(tǒng)功率半導(dǎo)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(dòng)力總成-整機(jī)-封裝-芯片全鏈條協(xié)同開發(fā),實(shí)現(xiàn)從芯片到整車的雙向反復(fù)迭代優(yōu)化設(shè)計(jì),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(dòng)力系統(tǒng)的性能升級(jí)與成本控制帶來(lái)雙重價(jià)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(dòng)力領(lǐng)先業(yè)內(nèi)的強(qiáng)大技術(shù)研發(fā)實(shí)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。