DENSO با ارائه نیمه هادی های توان SiC به یک جامعه کربن زدایی کمک می کند.

توکیو، 02 نوامبر 2021 – (JCN Newswire) – شرکت DENSO در گسترش استفاده از وسایل نقلیه الکتریکی، افزایش مسافت پیموده شده آنها و کاهش انتشار CO2 از وسایل نقلیه با توسعه نیمه هادی های قدرت SiC (کاربید سیلیکون) که دارای ساختارهای DENSO هستند کمک کرده است. و فن آوری های پردازش و استفاده از آنها در محصولات درون خودروی خود.

کارت قدرت SiC

ماژول قدرت تقویت کننده

یک نیمه رسانای نیرو مانند ماهیچه های بدن انسان است. بر اساس دستورات یک ECU (مغز) اجزایی مانند اینورترها و موتورها (دست و پا) را حرکت می دهد. نیمه هادی های برق معمولی مورد استفاده در محصولات داخل خودرو از سیلیکون (Si) ساخته شده اند. در مقایسه، SiC عملکرد برتر را در محیط‌های با دمای بالا، فرکانس بالا و ولتاژ بالا ارائه می‌کند و به کاهش قابل توجهی از اتلاف توان، اندازه و وزن اینورترها کمک می‌کند. بنابراین، دستگاه‌های SiC توجه را به خود جلب کرده‌اند، زیرا به برقی شدن وسایل نقلیه سرعت می‌بخشند.

به عنوان مثال، یک ماژول قدرت تقویت کننده، که دارای نیمه هادی قدرت SiC DENSO است، در مقایسه با یک محصول معمولی با نیمه هادی توان Si، حدود 30 درصد حجم کمتری با 70 درصد تلفات توان کمتر دارد. در نتیجه، محصولات کوچک‌تر شده و راندمان سوخت خودرو بهبود یافته است.

DENSO این فناوری‌های SiC را «REVOSIC» می‌نامد و ایده ایجاد «تغییر» در جامعه از طریق فناوری‌های نوآورانه را منتقل می‌کند. این شرکت در حال توسعه طیف گسترده‌ای از فناوری‌ها از ویفرها گرفته تا ماژول‌های قدرت است و به تحقیق و توسعه بر روی فناوری‌های REVOSIC SiC و گسترش استفاده از آن‌ها در وسایل نقلیه الکتریکی برای کمک به تحقق یک جامعه کربن‌زدایی شده ادامه خواهد داد.

معرفی توسعه دهندگان

Tomoo Morino / R&D.Dept.4, Power Module Eng. بخش

تعیین مشخصات نیمه هادی قدرت SiC با دپارتمان طراحی ماژول پاور و طراحی ساختار دستگاه بر اساس مشخصات را بر عهده داشتم. SiC در مقایسه با Si مقاومت کمی دارد و بنابراین جریان الکتریکی می تواند راحت تر جریان یابد. با توجه به این ویژگی، یک دستگاه SiC نمونه اولیه توسط یک موج ناگهانی جریان الکتریکی بزرگ آسیب دید. ما با بخش‌های دیگر همکاری کردیم تا در مورد چگونگی جلوگیری از آسیب به دستگاه‌های موجود در بازار و در عین حال بهره‌گیری کامل از عملکرد کم تلفات SiC بحث کنیم، و مشکل با ایده‌ای حل شد که بخش ما به تنهایی نمی‌توانست به آن دست یابد: سرعت بالا. قطع جریان الکتریکی با استفاده از آی سی درایور مخصوص.

در حال حاضر، تعداد کمی از محصولات مجهز به SiC هستند، اما با گسترش خودروهای الکتریکی، تعداد محصولات دارای SiC را افزایش خواهیم داد و در نتیجه انتشار CO2 را کاهش خواهیم داد.

Tomohiro Mimura / R&D.Dept.4, Power Module Eng. بخش

من مسئول طراحی فرآیند ساخت دستگاه های نیمه هادی قدرت SiC بودم. سختی SiC بعد از الماس در رتبه دوم قرار دارد، بنابراین پردازش آن از Si دشوارتر است. من برای طراحی یک فرآیند تولید انبوه که بتواند به طور پایدار با ریزساختارهای کمتر از یک میکرومتر مقابله کند، تلاش کردم. برای حل این مشکل با SiC، من به طور مکرر با کارمندان ارشد صحبت کردم تا از تجربیات و دانش آنها بیاموزم و همچنین از فناوری های موجود نهایت استفاده را بردم. این امر امکان تجاری سازی محصول را فراهم کرد.

امیدوارم بتوانم عملکرد و کیفیت دستگاه را بیشتر بهبود بخشیم و هزینه آن را کاهش دهم تا بتوان از SiC در بسیاری از محصولات دیگر استفاده کرد.

ساتورو سوگیتا / بخش طراحی 2، مهندس ماژول برق. بخش

من مسئول طراحی نصب بودم. من مسئول تعیین الزامات برای اطمینان از قابلیت اطمینان (به عنوان مثال، مواد، ابعاد، شرایط پردازش) مورد نیاز برای نصب نیمه هادی های قدرت SiC در کارت های قدرت بودم. در فرآیند طراحی، عیوب نصب به دلیل مدول یانگ* بالا (حدود سه برابر Si) رخ داد که یکی از ویژگی های مواد SiC است. چنین نقص هایی در هنگام استفاده از Si رخ نداد. برای کنار آمدن با این پدیده بی‌سابقه، لازم بود که فراتر از ایده‌های متعارف، جانبی فکر کنیم. برای درک دقیق مشکل، یک بخش تخصصی داخلی و سازندگان خارجی ابزارهای آنالیز را برای جمع‌آوری دیدگاه‌های مختلف آوردم و تأییدیه‌های Genchi-genbutsu را در محل انجام دادم. این به حل مشکل و انعکاس یافته ها در الزامات طراحی کمک کرد.

امیدوارم بتوانم به استفاده از وسایل نقلیه الکتریکی کمک کنم و با تشویق بسیاری از مشتریان به نصب نیمه هادی قدرت SiC در محصولات مختلف، به ایجاد جامعه ای کربن زدایی کمک کنم.

* مدول یانگ: مقدار عددی که نشان دهنده سختی یک ماده است. به ضریب کشسانی نیز معروف است.

منبع: https://www.jcnnewswire.com/pressrelease/70658/3/