在新能源汽车市场竞争愈发激烈的当下,创新技术无疑是车企率先破局的利刃。日前,在混动、纯电领域均占据行业领先优势‌的浩思动力Horse Powertrain,带来全新Gemini微型增程器,再次刷新行业技术新高度。

Gemini微型增程器采用水平对置双缸四冲程发动机与P1永磁同步电机相结合,并首发搭载自研“冰刃”系列氮化镓(GaN)功率模块,是全球首款应用氮化镓功率模块的混动系统。它的成功推出,标志着浩思动力在功率半导体核心技术领域实现新的突破。

氮化镓模块首创,混动电驱未来可期

当前,新能源转型已进入“深水区”。以更小的尺寸实现这一代电驱系统相同甚至更好的性能,结合日益成熟的智能化技术,成为下一代电驱系统的发展方向。作为全球领先的提供完整动力总成解决方案的供应商,浩思动力提早布局,持续发力和支持相关技术的研发创新。

全新Gemini微型增程器的水平对置双缸四冲程发动机采用自然吸气形式,排量仅0.999L,排放标准可达到国6b,并且能够提供汽油及甲醇两个版本。同时,发动机的体积和高度分别比普通直列发动机减少40%,更小的尺寸,不仅大幅降低增程器的重量实现轻量化,还可以更加灵活地布置在车辆的底盘或后备箱,为储物和座舱释放出更多的空间。此外,通过精确的配气和平衡轴设计,可以将发动机的振动噪音控制在55分贝以内,达到图书馆级别的静音效果。

Gemini微型增程器所采用的“冰刃”系列氮化镓功率模块,正是浩思动力基于第三代半导体技术自主研发出的全球首创、全新创新型功率模块封装解决方案。通过搭载行业领先的氮化镓芯片技术取代传统硅基芯片,并结合独创的CIPB(双面强化冷却嵌埋封装)工艺,Gemini微型增程器实现多维度技术协同和性能新突破,成功在创新技术领域再下一城。

而以“冰刃”命名氮化镓功率模块,正是取意于冬日悬于峭壁或房檐之上的冰刃,具象化地展现出氮化镓功率模块超薄和高效散热的核心优势。

氮化镓功率模块(上),传统碳化硅模块(下)

氮化镓模块:嵌埋封装首发,散热效率大增

作为高度集成化功率模块,浩思动力“冰刃”系列功率模块实现了芯片、封装、驱动、散热高度集成设计,相比于现有模块封装整体高度降低35%,体积缩小超过50%,杂散电感降低超过90%,并可解决氮化镓器件在高功率场景面临的过流能力低、散热性能差、可靠性不足等多重痛点,实现整车能耗优化。“冰刃”系列功率模块功率密度可达684.9 kW/L或294.1kW/kg,达到行业领先水平。

与此同时,“冰刃”系列功率模块利用氮化镓材料的超低电子迁移率特性,通过整机级-模块级-芯片级三层级优化电流路径设计,将主回路杂散电感大幅降低90%至1nH水平,将导通开关损耗显著降低,同时依托CIPB嵌埋封装技术的双面高效散热结构,可将氮化镓芯片的过流能力与热可靠性大幅提升,在行业内创新性地提出了功率氮化镓器件双面强化冷却十层嵌埋封装设计方案。这一全新技术组合不仅打破了氮化镓器件在高功率场景下的应用瓶颈痛点问题,更成功推动其首次规模化落地混合动力系统。在实现系统整体效率提升2%之外,也为整车能耗优化带来核心支撑。

相关数据显示,通过双面强化冷却设计,浩思动力“冰刃”系列功率模块散热效率提升高达20%以上。同时,在其超高效特性助力下,峰值效率可实现99.5%,以强悍性能表现再破行业高度。

“冰刃”出鞘,混动电驱性能成本双优

伴随着电动汽车行业飞速发展,更高性能、更高效率与更高续航里程需求持续增加,促使第三代半导体器件成为车辆性能提升的关键所在。而此次创新推出的浩思动力“冰刃”系列氮化镓功率模块,具备比碳化硅(SiC)芯片更强的降本潜力,并可有效缓解传统硅基IGBT芯片高能耗问题,有望助力浩思动力抢占高效电驱系统新高地。

在工程化层面,其CIPB嵌埋封装技术通过三维十层嵌埋集成结构与紧凑布局,杂散电感降低至小于1nH水平,可使模块电气性能、能耗与功率密度达到行业标杆级别水平,实现整机控制器体积缩减超20%,助力整车轻量化的同时,也可实现空间布局进一步优化。

此外,作为领先的混动系统企业,浩思打破传统功率半导体产业开发分工模式,在行业内创新性地提出整车-动力总成-整机-封装-芯片全链条协同开发,实现从芯片到整车的双向反复迭代优化设计,通过全链条拉通材料创新与工艺优化,使得该技术方案还展现出显著的降本潜力,可为新能源汽车动力系统的性能升级与成本控制带来双重价值,并创造从芯片到整车开发的全新产业范式。

Gemini微型增程器和“冰刃”系列氮化镓功率模块的问世,不仅展现了浩思动力领先业内的强大技术研发实力,也为下一代电驱系统的高效化、小型化与智能化发展奠定关键技术基础,有望助推行业迈向高速、高质量发展新阶段。