重点介绍有关汽车用SiC技术

摘要 – 在未来几年投入使用SiC技术来应对汽车电子技术挑战是ECSEL JU 的WInSiC4AP项目所要达到的目标之一。ECSEL JU和ESI协同为该项目提供资金支持，实现具有重大经济和社会影响的优势互补的研发活动。由DTSMNS(Distretto Tecnologico Sicilia Micro e Nano Sistemi)牵头，20个项目合作方将在技术研究、制造工艺、封装测试和应用方面展开为期36个月的开发合作。本文将讨论本项目中与汽车相关的内容，重点介绍有关SiC技术和封装的创新。

Introduction

简介

WInSiC4AP联盟由来自4个欧盟国家(意大利、法国、德国和捷克共和国)的20个合作伙伴组成，包括大型企业、中小企业、大学和政府科研机构。在这种背景下，企业(汽车制造、航空电子设备、铁路和国防)和垂直产业链(半导体供应商，电感器和电容器厂商)以及学术机构和研究实验室将合作设计解决方案，解决技术难题，分享专有知识，同时也可能出现无法预料的结果。WInSiC4AP的核心目标是为高能效、高成本效益的目标应用开发可靠的技术模块，以解决社会问题，克服欧洲在其已处于世界领先水平的细分市场以及汽车、航空电子、铁路和国防领域所面临的技术挑战。WInSiC4AP方法是依靠产业垂直整合的优势，按照应用需求优化技术，发展完整的生态系统，并将相关问题作为可靠性问题给予全面分析。在当今美日等国家正在发展碳化硅技术，新企业抢占市场的背景下，该项目将提升欧盟工业、一级和二级供应商以及产业链下游企业的竞争力。项目组将针对目标应用开发新的拓扑结构和架构，在实验室层面模拟操作环境，推进目前急需的还是空白的技术、元器件和演示产品的研发工作，以缩小现有技术水平与技术规范的极高要求之间的差距。

在开始讨论技术和开发目标前，先看一下图1的电动汽车概念的简单示意图。在这种情况下，功率转换系统和牵引电机所用的电子元器件是本项目的研究方向。

图1：电动汽车工作原理示意图[资料来源：卡塔尼亚大学演讲文稿]

图2是大家都熟悉的硅和宽带隙材料(SiC，GaN)的比较图。在开关频率不是重点的汽车应用中，卓越的驱动性能和宽广的工作温度范围让SiC成为电动汽车设计者的首选功率器件。

图2：Si、SiC和GaN的特性优值比较[来源：YoleDéveloppement]

I. WInSiC4AP 的主要目标

A. 主要目标

WInSiC4AP致力于为高能效、高成本效益的目标应用开发可靠的技术模块，以解决社会问题，并克服欧洲在其已处于世界领先水平的细分市场以及汽车、航空电子、铁路和国防领域所面临的技术挑战。

B. 演示品

所有技术开发和目标应用的讲解和展示都是使用含有本项目开发出来的SiC技术模块和封装的原型演示品：

汽车与铁路：

1.PHEV(插电式混动汽车)或BEV(纯电动汽车)车载充电器

2.HEV(混动汽车)、BEV和FC(燃料电池汽车)隔离式DC-DC转换器

3. 铁路机车智能功率开关(IPS-RA)

4. 航空级智能功率开关(IPS-AA)

纳 / 微电网与航空电子：

5.用于纳米/微电网V2G / V2H的高效双向SiC功率转换器

6.航空电子逆变器。

航空电子：

7. LiPo接口

8.引擎控制器 - 逆变器

该项目的实施分为三个主要阶段：规范和用例定义，技术开发，原型演示品开发。