DENSO bidrar till ett dekarboniserat samhälle genom att tillhandahålla SiC Power Semiconductors

TOKYO, 02 november 2021 – (JCN Newswire) – DENSO Corporation har bidragit till att sprida användningen av elfordon, utöka deras körsträcka och minska CO2-utsläppen från fordon genom att utveckla SiC (kiselkarbid) krafthalvledare, som innehåller DENSO:s egenutvecklade strukturer och bearbetningstekniker, och använda dem i sina fordonsbyggda produkter.

SiC strömkort

Booster kraftmodul

En krafthalvledare är som musklerna i människokroppen. Den flyttar komponenter, såsom växelriktare och motorer (lemmar), baserat på kommandon från en ECU (hjärna). Typiska krafthalvledare som används i fordonsprodukter är gjorda av kisel (Si). Som jämförelse erbjuder SiC överlägsen prestanda i miljöer med hög temperatur, hög frekvens och hög spänning, och hjälper till att avsevärt minska strömförlusten, storleken och vikten hos växelriktare. Således har SiC-enheter väckt uppmärksamhet eftersom de påskyndar elektrifieringen av fordon.

Till exempel är en boostereffektmodul, som innehåller DENSOs SiC-krafthalvledare, cirka 30 % mindre i volym med 70 % mindre effektförlust än en konventionell produkt med SiC-krafthalvledare. Som ett resultat har produkterna gjorts mindre och fordonens bränsleeffektivitet förbättrats.

DENSO kallar dessa SiC-teknologier "REVOSIC", vilket förmedlar idén om att göra "förändringar" i samhället genom innovativ teknik. Företaget har utvecklat ett omfattande utbud av teknologier från wafers till kraftmoduler, och kommer att fortsätta forskning och utveckling på REVOSIC SiC-teknologier och sprida deras användning i elfordon för att hjälpa till att förverkliga ett koldioxidfritt samhälle.

Introduktion av utvecklare

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

Jag var ansvarig för att fastställa specifikationerna för SiC-krafthalvledaren med strömmodulens designavdelning och designa enhetsstrukturen baserat på specifikationerna. SiC har ett lågt motstånd jämfört med Si och därför kan elektrisk ström flyta lättare. På grund av denna egenskap skadades en prototyp av SiC-enhet av en plötslig ökning av en kraftig elektrisk ström. Vi samarbetade med andra avdelningar för att diskutera hur vi kan förhindra skador på enheter på marknaden samtidigt som vi drar full nytta av SiC:s prestanda med låga förluster, och problemet löstes med en idé som vår avdelning inte kunde komma på ensam: hög hastighet avstängning av den elektriska strömmen med hjälp av en speciell drivkrets.

För närvarande är få produkter utrustade med SiC, men i takt med att elfordon sprids kommer vi att öka antalet produkter med SiC och därmed minska CO2-utsläppen.

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

Jag var ansvarig för processdesignen för tillverkning av SiC-krafthalvledarenheter. Hårdheten hos SiC är näst efter diamant, så den är svårare att bearbeta än Si. Jag kämpade för att designa en massproduktionsprocess som stabilt kan hantera mikrostrukturer på mindre än en mikrometer. DENSO har forskat på SiC i många år, så det finns många föregångare och seniora anställda. För att lösa det här problemet med SiC, pratade jag ofta med seniora medarbetare för att lära av deras erfarenhet och kunnande, och jag drog också full nytta av befintlig teknik. Detta gjorde det möjligt att kommersialisera produkten.

Jag hoppas kunna förbättra enhetens prestanda och kvalitet ytterligare och minska dess kostnader så att SiC kan användas i många fler produkter.

Satoru Sugita / Design Dept. 2, Power Module Eng. Div.

Jag var ansvarig för monteringsdesignen. Jag var ansvarig för att fastställa kraven för att säkerställa tillförlitlighet (t.ex. material, dimensioner, processförhållanden) som krävs för att installera SiC-krafthalvledare i kraftkort. I designprocessen inträffade monteringsdefekter på grund av den höga Youngs modul* (ungefär tre gånger den för Si), vilket är en av egenskaperna hos SiC-material. Sådana defekter uppstod inte när Si användes. För att klara av detta aldrig tidigare skådade fenomen var det nödvändigt att tänka i sidled, bortom konventionella idéer. För att korrekt förstå problemet tog jag in en intern specialiserad avdelning och externa tillverkare av analysinstrument för att samla in olika synpunkter och genomförde genchi-genbutsu-verifieringar på plats. Detta hjälpte till att lösa problemet och återspegla resultaten i designkraven.

Jag hoppas kunna bidra till användningen av elfordon och bidra till att skapa ett kolfritt samhälle genom att uppmuntra många kunder att installera SiC-krafthalvledare i olika produkter.

*Youngs modul: Ett numeriskt värde som representerar hårdheten hos ett material. Det är också känt som elasticitetskoefficient.

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