现代汽车SiC模块创新：12开关、双面散热

最近，现代汽车集团在youtube发布了《2级电机系统（2-stage motor system）》的技术介绍视频，对外公布了他们的SiC逆变器和模块技术创新。

据“行家说三代半”了解，现代汽车这项技术主要有2大极具创新之处：

一是开发了一个新的12开关的逆变器系统，由SiC模块（六开关）和硅模块（六开关）混合组成，使得电压利用率提升70%，既提升了能效，也降低了成本。

二是自研混碳功率模块，将原本九个半桥模块单元整合为三个半桥模块，并配合双面冷却技术，实现逆变器的紧凑化设计。

现代汽车认为，提升新能源汽车的动力和续航里程，不能只是简单地提升电流或者电压，而是需要精准地进行电压调控。

传统上，主驱逆变器只是简单用SiC模块取代硅模块，实际上有效的电压利用范围比较小。为此，现代汽车集团提出了一种突破性的逆变器架构革新——12开关逆变器。

这种逆变器是由六开关的SiC模块和六开关的硅模块混合组成，这种组合可以提升电压利用率，实现有效电压范围扩展约70%。

据现代汽车介绍，新的12开关逆变器架构的工作模式是这样的：

日常模式：仅启用SiC开关，保持高能效。

性能模式：混碳开关组合协同工作，满足高速或高功率输出需求。

现代汽车强调，12开关逆变器并不是元件叠加，而是实现了控制系统架构的根本性重构。传统6开关系统仅8种工作组合，而12开关系统组合数激增8倍（64种组合），形成更精细的电压调控能力。

根据实际拓扑需求，现代汽车这种12开关逆变器通常需要9个半桥模块——3个SiC模块、6个硅模块，成本和体积较大，对系统复杂化带来挑战。

为此，现代汽车集团通过自研功率模块实现紧凑化设计——将九个半导体模块整合为三个，并且采用双面冷却技术替代单面冷却，实现了优化结构布局，成功打造了高性能紧凑型逆变器。

最后，现代汽车表示，该技术将拓展至更多车型，推动电动车从性能到能效的全场景适配，重新定义未来电动车技术标准。

本文发自【行家说三代半】，专注第三代半导体（碳化硅和氮化镓）行业观察。