電子發燒友網報道（文/梁浩斌）最近，德國弗勞恩霍夫可靠性與微集成研究所（Fraunhofer IZM）聯合保時捷、博世開發出一種新型的“Dauerpower”逆變器，旨在解決長時間高功率輸出的問題。

來源：Fraunhofer IZM

據介紹，Dauerpower逆變器可以提供可持續輸出的強大動力，在長時間運行時可以保持約600kW的穩定輸出，而在短時間爆發模式下甚至可以輸出高達720kW的功率。

為了實現超高功率的輸出，Dauerpower逆變器采用了全新的碳化硅技術。

另外因為逆變器的作用是將電池輸出的直流電轉變為汽車驅動電機的三相交流電，逆變器輸出功率越高，電流就越大。根據焦耳定律，Q=I2Rt，逆變器在大功率輸出的情況下，系統中產生的熱量成指數級上升，導致難以維持長時間的高功率運行。所以在Dauerpower逆變器中，還采用了創新的冷卻系統。

在功率模塊方面，Dauerpower逆變器基于SiC MOSFET模塊，集成48個SiC MOSFET，實現了1.1nH的低電感。為了提高系統的功率密度，采用了基于PolyCharge公司的NanoLam直流母線電容器，整體逆變器體積僅3L，輸出密度高達200 kVA/L。

值得關注的是，為了提高系統的轉換效率，該逆變器采用了PCB嵌入功率模塊的技術。功率模塊嵌入PCB技術讓逆變器供電導體和回流導體布置得更加緊密，從而降低漏電感。模塊的漏電感降低后，可以實現更快的開關轉換，進而意味著半導體中的損耗會更低。

Fraunhofer IZM表示該技術也已準備好應用于經濟高效的量產流程。

在散熱系統上，為了確保功率電子元件在滿負荷狀態下依然可靠運行，設計團隊開發了一套基于兩個核心要素的冷卻系統：首先是采用3D打印技術制造的冷卻元件，Dauerpower逆變器上選擇了銅作為材料，因為相較于鋁合金，銅具有更好的熱導率，能夠讓熱量更快消散。同時關鍵部件通過銀燒結直接安裝在冷卻系統上，進一步優化了熱集成效果。

熱量最終通過水冷系統排出，這是整個冷卻系統的第二部分。該水冷系統采用鋁材3D打印而成，水流經平行冷卻通道設計，優化了系統內的壓力分布。系統以每分鐘10升的流速運行，但僅損失150毫巴的壓力，充分證明了冷卻技術的高效性。即使連續運行15分鐘后，外殼與冷卻液之間的溫差仍低于20開爾文（K），而冷卻輸出端測得的最大溫升僅為41開爾文。憑借先進的冷卻技術，即使在高負載工況下，逆變器始終能保持最佳工作溫度。

對于逆變器而言，軟件控制能力同樣是保障輸出效率和性能的關鍵。Dauerpower逆變器的各個模塊通過Fraunhofer IZM專門為該項目開發的獨特軟件進行精確協調。

這種智能模塊設計讓系統在功率密度方面達到了前所未有的高度：200 kVA/L的體積功率密度是目前電動汽車的2-4倍。即便與現今高端車型相比，其輸出密度也高出三分之一。這意味著未來的高性能電動汽車中逆變器的尺寸將會變得更小，同時輸出更大的功率。

值得一提的是，Dauerpower設計還采用了模塊化的理念，各組件易于維護和更換，既節省資源又延長了車輛使用壽命。