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随着电动汽车的蓬展,功率模块封装技术也在不断更新迭代。

在当前的电动汽车市场中,主逆变器功率半导体技术已成为中等功率模块技术的代表。对于电动车应用而言,功率半导体(主要为IGBT)模块的要求十分严格,主要表现在以下几个方面:

  • 高可靠性
  • 高功率密度
  • 成本优势

为了更直观地理解电动汽车上使用的功率模块的追求,让我们先来看看当前市场上的应用情况。各家厂商都在努力研发和改进,以适应市场的需求。

目前,汽车厂商主要采用几种模块应用解决方案,包括分立器件、1 in 1、2in1、6in1以及All in 1。

分立器件

典型案例如Tesla Model X等。这种设计非常经典巧妙,IGBT单管夹在散热水道两边,节省空间,并且方便叠层母排布局,减小杂散电感。

1 in 1模块

Tesla Model 3是这一形式的典型案例。这种封装形式虽然看起来像分立器件,但实际上采用了模块的封装技术。它具有高散热效率和灵活的设计布局。

2in1模块

这种模块包含灌胶模块封装和塑封两种形式。塑封是国际上有经验的厂商倾向于选择的形式,它便于小型化设计,同时具有一定的成本优势。

6in1模块

这是目前应用最广泛的模块,尤其是国内汽车厂商。英飞凌的HP Drive是这一形式的明星产品。它采用Pin-Fin设计直接散热底板,显著提高功率模块散热效率和功率密度。

All in 1模块

丰田普锐斯系列是这一形式的典型应用。所有的IGBT和Diode被集成到一个AlN陶瓷板上,外观上像一个大的功率模块。

未来趋势展望:

  • 6 in 1模块- 由于其应用的方便性,短期内仍将占据主流。技术改进将主要集中在散热技术和可靠性上。
  • 双面水冷封装- 这种技术提升散热效率的也易于拓展。与硅胶灌封模块相比,它具有量产成本优势。
  • 其他新型封装技术- 如单面直接水冷封装、双面直接水冷封装等,各家模块厂商都在积极研发和尝试。

随着汽车对功率模块可靠性、功率密度的要求不断提高,车规级模块封装技术也在不断进步并量产落地。期待在碳化硅时代,适应于碳化硅的新型封装技术能带来更多创新和突破。