來源：新能源高壓架構與安全；作者：臥虎藏龍

理想汽車自研的LPM（Li Power Module）高壓碳化硅（SiC）功率模塊是其純電戰略的核心技術之一，于2025年6月首次公開，搭載于旗艦純電車型理想i8及后續全系純電平臺。

該模塊通過取消傳統外露功率端子和螺栓連接，首創模塊本體“內部開窗”設計，使電容和銅排可直接嵌套在模塊內部。這一創新使模塊占地面積縮減50%，Y向尺寸減小40mm，為后排乘客釋放出寶貴的頭部與腿部空間。

并且理想通過優化電流傳輸路徑、減小寄生參數，提升了模塊效率與可靠性，同時縮減體積、降低成本，突破了傳統半橋結構在高功率場景下的散熱、空間限制，為新能源汽車電驅系統提供了更高效、緊湊的核心部件方案。

本期我們就來重點解析理想i8上應用的LPM（Li Power Module）功率模塊的設計方案：

1、LPM功率模塊的主要設計指標及亮點

2、LPM功率模塊的組成及工作原理

3、LPM模塊的內部關鍵結構設計解析

LPM模塊設計指標及亮點

1、技術指標

塑封尺寸：69.5mm x 43.0mm x 4.9mm

電流能力：350~500Arms

系統電感：10nH（統籌電容、模塊與互聯優化的結果）

2、技術方案

核心工藝：芯片銀燒結、銅夾互連技術；塑封模塊、氣相焊、封閉銅冷板；基板直連技術、疊層銅排（大幅降低寄生電感）。

結構設計：無功率端子設計（簡化 AMB 走線，降低端子寄生電感，絕緣距離擴大 5 倍）；高對稱電氣布局（銅夾補償空間不對稱，電壓均衡線抑制振蕩，左右獨立控制引腳）。

組裝優化：封閉銅冷板全橋實現極簡電控設計（消除泄露風險，取消密封圈與壓塊）；一級零件數量降低 50%，組裝工序降低 40%。

3、核心優勢

空間提升：打通模塊、電控、電驅與整車協同設計，將模塊面積優勢轉換為整車空間優勢，使整車關鍵空間參數增加24 毫米。

續航提升：系統電感達10nH（優于對比模塊 A），帶來續航額外提升1%。

可靠性與質量：通過 10 倍可靠性驗證，包括 > 10000 套全橋開發樣品、>1800 只全橋樣品的壽命極限與建模；全鏈條質量管控（100% 自動化組裝工藝、4× 獨立 AOI 光學檢測、多層級老化與驗證等），實現 30 萬公里快速可靠性覆蓋。

LPM模塊設計方案

1、半橋式功率模塊的基本組成：

絕緣基板：作為整個模塊的基礎承載結構，用于承載第一覆層、第二覆層和第三覆層，起到絕緣和支撐的作用。

上橋臂：由多個第一上開關管和多個第二上開關管組成，這些開關管均設置在第一覆層上，是電流從電源正極流向第二覆層的關鍵通路，通過開關管的導通與斷開控制電流的傳輸。

下橋臂：由多個第一下開關管和多個第二下開關管組成，這些開關管均設置在第二覆層上，是電流從第二覆層流向電源負極的關鍵通路，同樣通過開關管的導通與斷開控制電流的傳輸。

第一覆層：作為導電載體，一端連接電源正極，為上橋臂的開關管提供電流輸入；同時，其上承載著上橋臂的第一上開關管和第二上開關管，是上橋臂開關管的安裝基礎和電連接載體。

第二覆層：作為電流中轉和輸出的核心載體，一端通過上橋臂與第一覆層連接，另一端通過下橋臂與第三覆層連接；其主要功能是向外部設備輸出交流電（AC），同時承載著下橋臂的第一下開關管和第二下開關管，為下橋臂開關管提供安裝基礎和電連接。

第三覆層：作為導電載體，一端連接電源負極，另一端通過下橋臂與第二覆層連接，是下橋臂開關管輸出電流的最終通路，將電流導回電源負極。

2、電流在半橋式功率模塊的流過路徑（DC 正極→AC→DC 負極）

① DC 正極到第二覆層（AC 輸出）

DC 正極連接第一覆層，電流從第一覆層分別流向其上的第一上開關管和第二上開關管（漏極輸入）；

電流經第一上開關管、第二上開關管的源極流出，通過上橋臂與第二覆層的連接點（如第一連接夾）流入第二覆層，此時第二覆層輸出交流電（AC）至外部設備。

② 第二覆層（AC 輸出）到 DC 負極

從外部設備回流的電流進入第二覆層，流向其上的第一下開關管和第二下開關管（漏極輸入）；

電流經第一下開關管、第二下開關管的源極流出，通過下橋臂與第三覆層的連接點（如第二連接夾）流入第三覆層；

第三覆層連接 DC 負極，電流最終流回 DC 負極，形成完整回路。

簡言之，電流路徑為：DC 正極→第一覆層→上橋臂開關管→第二覆層（AC 輸出）→下橋臂開關管→第三覆層→DC 負極，通過上、下橋臂開關管的交替導通 / 斷開，實現 DC 到 AC 的轉換。

關鍵結構設計

1、覆層的作用

覆層（第一覆層、第二覆層、第三覆層）是附著在絕緣基板上的導電層（如金屬層），主要作用包括：

導電載體：第一覆層連接電源正極，作為上橋臂開關管的電流輸入載體；第二覆層負責向外部設備輸出交流電（AC），是上橋臂與下橋臂的電流中轉載體；第三覆層連接電源負極，作為下橋臂開關管的電流輸出載體。

承載開關管：上橋臂的第一上開關管、第二上開關管設置在第一覆層上，下橋臂的第一下開關管、第二下開關管設置在第二覆層上，覆層為開關管提供安裝基礎并實現電連接。

2、子覆層的作用

子覆層是第一覆層的細分結構，包括第一子覆層和第二子覆層，具體作用如下：

隔離與獨立供電：第一子覆層上設置多個第一上開關管，第二子覆層上設置多個第二上開關管。

兩者物理分隔，可避免兩組上開關管的供電電壓（如 V1 + 和 V2+）相互干擾，防止電壓直接串流（例如避免 V1 + 直接流向第二上開關管，或 V2 + 直接流向第一上開關管），確保上橋臂中兩組開關管的電流路徑獨立且穩定。

優化電流分布：通過子覆層的分隔，可針對性地為第一上開關管和第二上開關管分配電流路徑，結合第一互聯線（連接兩子覆層）進一步平衡兩組開關管的電感和電壓，提升上橋臂的均流特性。

3、互聯線：

互連線包括第一互聯線和第二互聯線，均為導電連接線（如金屬線、鍵合線），作用如下：

第一互聯線：連接第一覆層的第一子覆層和第二子覆層（第一子覆層承載第一上開關管，第二子覆層承載第二上開關管），用于平衡兩子覆層的電壓 / 電流，減少兩組上開關管之間的干擾，降低漏極電感，提升上橋臂的穩態均流性能。

第二互聯線：連接同一組開關管的源極（如各第一上開關管源極之間、各第二上開關管源極之間等），用于平衡同一組內各開關管的寄生電感和電壓，減小源極電感差異，避免互聯電感過大，從而提升均流特性、降低振蕩風險。

4、連接夾：

第一連接夾：導電連接件（如金屬夾），通過以下方式實現上橋臂與第二覆層的連接：

① 連接端的分布：

第一連接夾的各第一連接端分別與上橋臂中各第一上開關管的源極連接；

第一連接夾的各第二連接端分別與上橋臂中各第二上開關管的源極連接；

第一連接夾的第三連接端與第二覆層物理接觸并電連接（例如卡接或焊接在第二覆層上）。

② 電流傳輸路徑：

上橋臂中，第一上開關管和第二上開關管導通時，電流從第一子覆層、第二子覆層分別流入對應的開關管（漏極到源極），再通過第一連接夾的第一、第二連接端匯聚到連接夾本體，最終通過第三連接端流入第二覆層，實現上橋臂與第二覆層的電流傳輸。

第二連接夾：導電連接件（如金屬夾），通過以下方式實現下橋臂與第三覆層的連接：

① 第二連接夾的連接端分布

第二連接夾是導電連接件（如金屬夾），其連接端與下橋臂開關管、第三覆層的對應位置精準對接：

各第一連接端：分別與下橋臂中各第一下開關管的源極一一對應連接（物理接觸并導電）；

各第二連接端：分別與下橋臂中各第二下開關管的源極一一對應連接（物理接觸并導電）；

第三連接端：直接與第三覆層（連接電源負極的導電層）連接（如卡接、焊接等方式，確保穩定導電）。

② 電流傳輸路徑

當下橋臂開關管導通時，電流從第二覆層（交流電輸出端）流入下橋臂的第一下開關管和第二下開關管的漏極，經開關管內部從源極流出后，通過以下路徑流向第三覆層：

第一下開關管的源極電流 → 第二連接夾的第一連接端 → 連接夾本體；

第二下開關管的源極電流 → 第二連接夾的第二連接端 → 連接夾本體；

最終，匯聚在連接夾本體的電流通過第三連接端流入第三覆層，再由第三覆層傳輸至電源負極，完成下橋臂到負極的電流閉環。

對稱設置：各第一上開關管與各第二上開關管對稱、各第一下開關管與各第二下開關管對稱，減小參數差異。

電流傳輸距離：

上橋臂任一組開關管與電源正極輸入點的距離，與第一、第二覆層連接點的距離負相關。

下橋臂任一組開關管與第一、第二覆層連接點的距離，與第二、第三覆層連接點的距離負相關，以平衡傳輸路徑，降低寄生參數差異。

總結

理想LPM功率模塊通過無端子設計、超低寄生電感優化和高精度制造工藝，在能效與空間集成上實現雙重突破，其價值不僅限于技術參數提升，更在于：

為行業提供系統級能效優化方法論；

驗證垂直整合與開放授權并行的產業鏈創新模式；

推動SiC成本與可靠性瓶頸的解決進程。

隨著LPM在理想i8的實裝（2025年7月），其技術紅利將直接轉化為用戶端的續航與空間體驗升級，并可能重塑純電驅動系統的競爭標準。