新能源汽車(chē),，一個(gè)越來(lái)越引人關(guān)注的話(huà)題,，節(jié)能,，環(huán)保估計(jì)是其產(chǎn)生和流行的最重要的因素,，全球的電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量相對(duì)于傳統(tǒng)燃油車(chē)的比例越來(lái)越大,，而中國(guó)依然成為全球增長(zhǎng)速度最快的國(guó)家,，2016年我國(guó)的電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)量超50萬(wàn)輛,，預(yù)計(jì)2020年電動(dòng)汽車(chē)的生產(chǎn)能量會(huì)達(dá)到200萬(wàn)量,，保有量可能會(huì)有500萬(wàn)輛，約占全球電動(dòng)汽車(chē)的四至五成,。

　　而電動(dòng)汽車(chē)飛速發(fā)展,，也帶動(dòng)了其所需配套零件的發(fā)展，而其中最重要的核心部件,，想必大家也猜到了,，我們最關(guān)心的大功率開(kāi)關(guān)器件——IGBT模塊,。相對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)這樣的產(chǎn)品,，電壓等級(jí)、功率等級(jí),、極限工況,、可靠性、使用壽命和成本等都對(duì)其使用的IGBT模塊提出了很高的要求,，同時(shí)也是很大的挑戰(zhàn),，各大模塊廠商也紛紛推出自己的汽車(chē)級(jí)IGBT模塊。今天我們就來(lái)聊聊主要廠家的IGBT模塊技術(shù)和相關(guān)情況,。

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　　電動(dòng)汽車(chē)級(jí)IGBT特點(diǎn)

　　電動(dòng)汽車(chē)大致可以分為乘用車(chē),、商用車(chē)、物流車(chē)等,，它們的驅(qū)動(dòng)大致分為純電動(dòng),、混合動(dòng)力和燃料電池動(dòng)力等。下表列出了電動(dòng)汽車(chē)的電機(jī)控制器和IGBT模塊的基本要求：

　　相對(duì)于工業(yè)IGBT模塊,，電動(dòng)汽車(chē)對(duì)于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的功率密度,、驅(qū)動(dòng)效率等具有更高的要求，也存在著相應(yīng)的難點(diǎn)：

　?、佘?chē)輛運(yùn)行時(shí),，特別實(shí)在擁堵的路況時(shí)的頻繁啟停，此時(shí)控制器的IGBT模塊工作電流會(huì)相應(yīng)的頻繁升降,，從而導(dǎo)致IGBT的結(jié)溫快速變化,，對(duì)于IGBT模塊的壽命是個(gè)很大的考驗(yàn)；

　?、诓捎?a class="innerlink" href="http://forexkbc.com/tags/永磁同步電機(jī)" target="_blank">永磁同步電機(jī)的電動(dòng)汽車(chē)啟動(dòng),、駐車(chē)時(shí)，電機(jī)工作在近似堵轉(zhuǎn)工況,，此時(shí)的IGBT模塊持續(xù)承受著大電流,，從而會(huì)造成模塊的局部過(guò)熱，這對(duì)散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來(lái)了挑戰(zhàn)，所以汽車(chē)一般都是水冷(單面或者雙面),。

　?、塾捎谲?chē)況的不確定性，汽車(chē)級(jí)IGBT模塊在車(chē)輛行駛中會(huì)受到較大的震動(dòng)和沖擊,，這對(duì)于IGBT模塊的各引線端子的機(jī)械強(qiáng)度提出了較高的要求,；

　　④車(chē)體的大小限制,，對(duì)于控制器的大小以及IGBT模塊的功率密度提出了更高的要求,。

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　　電動(dòng)汽車(chē)IGBT芯片和模塊的現(xiàn)狀研究

　　IGBT芯片技術(shù)

　　針對(duì)上面的對(duì)汽車(chē)級(jí)模塊的特殊要求，IGBT芯片正朝著小型化,、低功耗,、耐高溫、更高安全性以及智能化的方向發(fā)展,。目前最受流行的還屬?lài)?guó)外的先進(jìn)企業(yè),，因?yàn)閲?guó)內(nèi)汽車(chē)級(jí)IGBT芯片技術(shù)起步較晚，同時(shí)受限于基礎(chǔ)工藝和生產(chǎn)條件,，技術(shù)發(fā)展較慢,，雖然目前也有國(guó)產(chǎn)汽車(chē)級(jí)芯片，但是相對(duì)市場(chǎng)份額不是很大,，我們還是聊聊國(guó)外芯片技術(shù),，英飛凌、富士,、三菱等均有開(kāi)發(fā)新一代的電動(dòng)汽車(chē)級(jí)IGBT芯片,。下面兩張圖給出 了英飛凌和富士IGBT芯片的技術(shù)優(yōu)化路徑：

　　下表對(duì)比了英飛凌、富士,、三菱三家公司新一代IGBT產(chǎn)品的工藝路線和關(guān)鍵指標(biāo)：

　　汽車(chē)級(jí)IGBT模塊封裝技術(shù)

　　對(duì)于IGBT芯片,，可能被上面三家占了很大的份額，但是購(gòu)買(mǎi)芯片自主封裝也是現(xiàn)行的一種商業(yè)模式,，比如說(shuō)丹佛斯Danfoss,，就是一家專(zhuān)注封裝技術(shù)的公司，目前國(guó)內(nèi)汽車(chē)模塊也能看到Danfoss的模塊,。

　　IGBT的封裝技術(shù)是實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制器高溫運(yùn)行,、高可靠性、高功率密度的關(guān)鍵環(huán)節(jié),，涉及到芯片表面互連,、貼片互連、導(dǎo)電端子引出互連等相關(guān)工藝,。目前IGBT模塊封裝的研究主要集中在新型互連材料,、互連方式等相關(guān)工藝參數(shù)優(yōu)化等,，主要是為了增強(qiáng)模塊的散熱能力、減小體積,，同時(shí)提高可靠性,。