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  成果名稱(chēng) 完成單位 報(bào)告編號(hào)
  基于碳化硅MOSFET的新能源汽車(chē)高效電機(jī)控制器技術(shù) 漢斯半導(dǎo)體(江蘇)有限公司 中電節(jié)評(píng)字[2025]第CG024號(hào)
成果簡(jiǎn)介
研發(fā)成果主要有以下幾個(gè)方面:
成果一:高性能、系列化SiC MOSFET功率模塊
成功自主研發(fā)并掌握了1200V電壓等級(jí),覆蓋300A至800A主流電流規(guī)格的新能源汽車(chē)用SiC MOSFET功率模塊的設(shè)計(jì)與制造關(guān)鍵技術(shù)。形成了包括DWC3、F4(HP1)、DWC4(HPdriver)等多種封裝形式在內(nèi)的產(chǎn)品系列。模塊關(guān)鍵性能參數(shù)達(dá)到行業(yè)先進(jìn)水平,例如,HSS800F120AD3/AC4在Tj=25°C時(shí)Rdson低至1.8mΩ,最高工作結(jié)溫可達(dá)175°C。
成果二:先進(jìn)的低寄生電感與高效散熱封裝技術(shù)
針對(duì)SiC器件高速開(kāi)關(guān)需求,成功開(kāi)發(fā)并應(yīng)用了低寄生電感(Ls)功率模塊封裝技術(shù),根據(jù)不同封裝類(lèi)型,寄生電感控制在≤5nH至≤10nH的優(yōu)異水平,有效保障了開(kāi)關(guān)波形的質(zhì)量和器件的穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí),創(chuàng)新性地應(yīng)用了包括直接水冷、雙面散熱在內(nèi)的高效散熱結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了極低的熱阻(先進(jìn)封裝如雙面散熱可達(dá)約0.05K/W),解決了高功率密度下的散熱瓶頸問(wèn)題。
成果三:優(yōu)化的SiC MOSFET驅(qū)動(dòng)與快速保護(hù)核心技術(shù)
攻克了SiC MOSFET精確驅(qū)動(dòng)的技術(shù)難點(diǎn),研發(fā)出與之特性匹配的優(yōu)化柵極驅(qū)動(dòng)電路方案,集成了主動(dòng)米勒鉗位等關(guān)鍵技術(shù),有效抑制了寄生導(dǎo)通風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí),針對(duì)SiC器件短路耐受時(shí)間短(~3us)的挑戰(zhàn),成功開(kāi)發(fā)并驗(yàn)證了響應(yīng)時(shí)間達(dá)到微秒級(jí)的快速短路保護(hù)策略,顯著提升了功率模塊及系統(tǒng)的可靠性。
成果四:高集成度、高性能SiC電機(jī)控制器系統(tǒng)解決方案
成功將自主研發(fā)的SiC功率模塊、優(yōu)化驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路與先進(jìn)控制算法進(jìn)行高效集成,研制出新一代高性能新能源汽車(chē)電機(jī)控制器。通過(guò)在e-Power60B、e-power120等實(shí)際平臺(tái)上的全面測(cè)試與對(duì)比驗(yàn)證,證實(shí)該SiC控制器解決方案可實(shí)現(xiàn)峰值效率超過(guò)99.1%,系統(tǒng)峰值效率超過(guò)95.1%,控制器功率密度達(dá)到50 KW/L,且在典型工況下效率顯著優(yōu)于傳統(tǒng)IGBT方案,整車(chē)能效提升明顯。形成了完整的、可產(chǎn)業(yè)化的SiC電機(jī)控制器技術(shù)解決方案。
成果完成人
1.梁文勇  2.朱波  3.張鵬  4.司元申  5.孟璇  6.時(shí)辰  7.朱廣宇  8.許光滕  9.張恒源  10.韓宗考  
成果評(píng)價(jià)情況
  評(píng)價(jià)單位: 中國(guó)電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會(huì) 報(bào)告編號(hào): 中電節(jié)評(píng)字[2025]第CG024號(hào) 評(píng)價(jià)日期: 2025-05-08
  組織單位: 中國(guó)電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會(huì) 項(xiàng)目負(fù)責(zé): 唐玉金 成果管理: 13852455666
評(píng)價(jià)意見(jiàn)
1. 提供的資料基本齊全,符合評(píng)價(jià)要求。
2. 該項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)及主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn):
(1) 掌握了高性能碳化硅MOSFET的關(guān)鍵技術(shù),自主研發(fā)出系列化、不同封裝形式的碳化硅功率模塊產(chǎn)品,可適應(yīng)不同應(yīng)用需求。
(2) 針對(duì)碳化硅器件高速開(kāi)關(guān)應(yīng)用中的技術(shù)難點(diǎn),創(chuàng)新性開(kāi)發(fā)利用低寄生電感、集成開(kāi)爾文源極引腳、優(yōu)化熱管理等先進(jìn)功率模塊封裝技術(shù),有效提升了碳化硅器件性能、效率與應(yīng)用可靠性。
(3) 其自主研發(fā)的碳化硅功率模塊集成到新能源汽車(chē)電機(jī)控制器中,通過(guò)系統(tǒng)性實(shí)測(cè)對(duì)比驗(yàn)證,碳化硅MOSFET方案在系統(tǒng)效率、功率密度等方面較明顯優(yōu)于傳統(tǒng)硅基IGBT方案,有良好的應(yīng)用場(chǎng)景。
3.基于功率器件的相關(guān)技術(shù)獲得國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利,具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
4.評(píng)價(jià)委員會(huì)認(rèn)為,該項(xiàng)目技術(shù)達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平,一致同意通過(guò)科技成果評(píng)價(jià)。
評(píng)價(jià)專(zhuān)家
姓名 工作單位 職稱(chēng) 從事專(zhuān)業(yè)
黃利斌 工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司 正高
張序國(guó) 科技部火炬中心 正高
黃芊芊 北京大學(xué)集成電路學(xué)院、教育部長(zhǎng)江學(xué)者 正高
崔志廣 工信部賽迪研究院 正高
李建武 北京理工大學(xué) 正高
孟順 小米汽車(chē) 副高
龔文 中國(guó)電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會(huì) 副高
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