在新能源汽車市場競爭愈發激烈的當下,創新技術無疑是車企率先破局的利刃。日前,在混動、純電領域均占據行業領先優勢?的浩思動力Horse Powertrain,帶來全新Gemini微型增程器,再次刷新行業技術新高度。

Gemini微型增程器采用水平對置雙缸四沖程發動機與P1永磁同步電機相結合,并首發搭載自研“冰刃”系列氮化鎵(GaN)功率模塊,是全球首款應用氮化鎵功率模塊的混動系統。它的成功推出,標志著浩思動力在功率半導體核心技術領域實現新的突破。

氮化鎵模塊首創,混動電驅未來可期

當前,新能源轉型已進入“深水區”。以更小的尺寸實現這一代電驅系統相同甚至更好的性能,結合日益成熟的智能化技術,成為下一代電驅系統的發展方向。作為全球領先的提供完整動力總成解決方案的供應商,浩思動力提早布局,持續發力和支持相關技術的研發創新。

全新Gemini微型增程器的水平對置雙缸四沖程發動機采用自然吸氣形式,排量僅0.999L,排放標準可達到國6b,并且能夠提供汽油及甲醇兩個版本。同時,發動機的體積和高度分別比普通直列發動機減少40%,更小的尺寸,不僅大幅降低增程器的重量實現輕量化,還可以更加靈活地布置在車輛的底盤或后備箱,為儲物和座艙釋放出更多的空間。此外,通過精確的配氣和平衡軸設計,可以將發動機的振動噪音控制在55分貝以內,達到圖書館級別的靜音效果。

Gemini微型增程器所采用的“冰刃”系列氮化鎵功率模塊,正是浩思動力基于第三代半導體技術自主研發出的全球首創、全新創新型功率模塊封裝解決方案。通過搭載行業領先的氮化鎵芯片技術取代傳統硅基芯片,并結合獨創的CIPB(雙面強化冷卻嵌埋封裝)工藝,Gemini微型增程器實現多維度技術協同和性能新突破,成功在創新技術領域再下一城。

而以“冰刃”命名氮化鎵功率模塊,正是取意于冬日懸于峭壁或房檐之上的冰刃,具象化地展現出氮化鎵功率模塊超薄和高效散熱的核心優勢。

氮化鎵功率模塊(上),傳統碳化硅模塊(下)

氮化鎵模塊:嵌埋封裝首發,散熱效率大增

作為高度集成化功率模塊,浩思動力“冰刃”系列功率模塊實現了芯片、封裝、驅動、散熱高度集成設計,相比于現有模塊封裝整體高度降低35%,體積縮小超過50%,雜散電感降低超過90%,并可解決氮化鎵器件在高功率場景面臨的過流能力低、散熱性能差、可靠性不足等多重痛點,實現整車能耗優化。“冰刃”系列功率模塊功率密度可達684.9 kW/L或294.1kW/kg,達到行業領先水平。

與此同時,“冰刃”系列功率模塊利用氮化鎵材料的超低電子遷移率特性,通過整機級-模塊級-芯片級三層級優化電流路徑設計,將主回路雜散電感大幅降低90%至1nH水平,將導通開關損耗顯著降低,同時依托CIPB嵌埋封裝技術的雙面高效散熱結構,可將氮化鎵芯片的過流能力與熱可靠性大幅提升,在行業內創新性地提出了功率氮化鎵器件雙面強化冷卻十層嵌埋封裝設計方案。這一全新技術組合不僅打破了氮化鎵器件在高功率場景下的應用瓶頸痛點問題,更成功推動其首次規模化落地混合動力系統。在實現系統整體效率提升2%之外,也為整車能耗優化帶來核心支撐。

相關數據顯示,通過雙面強化冷卻設計,浩思動力“冰刃”系列功率模塊散熱效率提升高達20%以上。同時,在其超高效特性助力下,峰值效率可實現99.5%,以強悍性能表現再破行業高度。

“冰刃”出鞘,混動電驅性能成本雙優

伴隨著電動汽車行業飛速發展,更高性能、更高效率與更高續航里程需求持續增加,促使第三代半導體器件成為車輛性能提升的關鍵所在。而此次創新推出的浩思動力“冰刃”系列氮化鎵功率模塊,具備比碳化硅(SiC)芯片更強的降本潛力,并可有效緩解傳統硅基IGBT芯片高能耗問題,有望助力浩思動力搶占高效電驅系統新高地。

在工程化層面,其CIPB嵌埋封裝技術通過三維十層嵌埋集成結構與緊湊布局,雜散電感降低至小于1nH水平,可使模塊電氣性能、能耗與功率密度達到行業標桿級別水平,實現整機控制器體積縮減超20%,助力整車輕量化的同時,也可實現空間布局進一步優化。

此外,作為領先的混動系統企業,浩思打破傳統功率半導體產業開發分工模式,在行業內創新性地提出整車-動力總成-整機-封裝-芯片全鏈條協同開發,實現從芯片到整車的雙向反復迭代優化設計,通過全鏈條拉通材料創新與工藝優化,使得該技術方案還展現出顯著的降本潛力,可為新能源汽車動力系統的性能升級與成本控制帶來雙重價值,并創造從芯片到整車開發的全新產業范式。

Gemini微型增程器和“冰刃”系列氮化鎵功率模塊的問世,不僅展現了浩思動力領先業內的強大技術研發實力,也為下一代電驅系統的高效化、小型化與智能化發展奠定關鍵技術基礎,有望助推行業邁向高速、高質量發展新階段。