DCM封裝的技術背景和起源

丹佛斯（Danfoss）的DCM（Direct Cooled Module直接冷卻模塊）是業(yè)內(nèi)首創(chuàng)的一款針對于車規(guī)級功率模塊的封裝設計，其核心創(chuàng)新在于直接水冷散熱設計，通過取消傳統(tǒng)基板，將功率單元直接焊接在散熱器上，顯著降低熱阻。2016年，丹佛斯推出DCM1000車規(guī)級功率模塊平臺，大批量應用在德國大眾汽車上。2022年，丹佛斯硅動力部門和賽米控合并，成立了賽米控丹佛斯公司。通過整合兩家公司的優(yōu)勢，DCM1000產(chǎn)品得到進一步的發(fā)展，有了IGBT和SiC的版本。憑借領先的電動汽車功率器件的前瞻性設計以及卓越的產(chǎn)品性能，DCM1000封裝已經(jīng)成為高性能電動汽車平臺應用的標桿之作。

DCM1000功率模塊的封裝技術演進

作為Semikron Danfoss的核心產(chǎn)品，DCM1000功率模塊的封裝技術經(jīng)歷了全面而深入的升級，以滿足電動車對高效、高功率密度及高可靠性的需求。

在電壓等級方面，DCM1000從最初的750V平臺逐步擴展至1200V，適配不同電動車的電壓架構(gòu)，如400V和800V系統(tǒng)。同時，其電流承載能力顯著提升，輸出電流范圍從早期的200A擴展至700A，功率覆蓋從100kW到500kW，可廣泛應用于混動車型到高性能純電車型的不同需求。

冷卻技術的革新是DCM1000演進的關鍵一環(huán)，從傳統(tǒng)的風冷方案升級至創(chuàng)新的ShowerPower 3D直接水冷技術，通過其U型水道設計迫使冷卻液形成旋轉(zhuǎn)渦流來更好地進行熱交換，再加上并聯(lián)水道的散熱方式，大幅提升了散熱效率，降低了熱阻。三直流端子設計將功率換向回路分布為對稱的兩部分，減小了模塊的雜散電感，降低了關斷時的過電壓，提高了直流母線電壓利用率。此外，材料創(chuàng)新也推動了模塊性能的提升，包括采用DBB（Danfoss Bond Buffer）技術優(yōu)化電氣連接，將功率循環(huán)次數(shù)提高20倍以上，并能改善頂部垂直電流分布、降低熱阻、提高芯片短路能力；以及引入高可靠性的注塑封裝材料，增強機械強度和長期穩(wěn)定性。

在半導體芯片方面，DCM1000從硅基（Si）IGBT逐步向碳化硅（SiC）MOSFET演進，充分發(fā)揮SiC器件的高開關頻率、低損耗等優(yōu)勢，進一步提升系統(tǒng)效率，滿足下一代電驅(qū)系統(tǒng)對更高能效和輕量化的需求。

通過DCM1000功率模塊實現(xiàn)新能源汽車的系統(tǒng)級優(yōu)化

DCM1000功率模塊通過高集成度設計顯著降低系統(tǒng)成本，減少外圍組件需求，為客戶提供更具成本效益的整體解決方案。其采用SiC技術有效提升能效表現(xiàn)，助力電動車延長續(xù)航里程。模塊化設計賦予系統(tǒng)更高的靈活性，支持定制化接口配置，大幅縮短客戶產(chǎn)品開發(fā)周期。基于汽車級認證的工藝和材料，模塊在嚴苛工況下仍保持穩(wěn)定運行，有效降低全生命周期維護成本。該平臺具備出色的擴展性，單一封裝即可覆蓋從混動到純電的全系列新能源車型需求。此外，創(chuàng)新的冷卻技術簡化了熱管理系統(tǒng)設計，在提升功率密度的同時降低了工程實現(xiàn)難度，為整車性能優(yōu)化提供可靠支持。

降低成本

高集成度設計減少外圍組件，降低系統(tǒng)整體成本

汽車級可靠性和長壽命，減少全生命周期維護成本

提升性能

SiC技術提高能效，延長電動車續(xù)航里程

低雜散電感帶來更小的過電壓，提高了電壓利用率

創(chuàng)新冷卻技術優(yōu)化散熱，實現(xiàn)更高功率密度

加速開發(fā)

模塊化設計支持靈活配置，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期

標準化接口簡化系統(tǒng)集成，降低工程實現(xiàn)難度

增強適應性

單一封裝覆蓋混動（HEV）至純電（BEV）全平臺需求

汽車級認證確保嚴苛工況下的穩(wěn)定運行

兼容擴展性

兼容IGBT與SiC技術，支持技術迭代升級

可擴展架構(gòu)滿足不同功率等級需求

DCM技術平臺通過持續(xù)創(chuàng)新，為汽車電力電子系統(tǒng)提供了兼顧性能、可靠性和成本效益的優(yōu)化解決方案，支持了電動車行業(yè)的快速發(fā)展。