防止电动/混动汽车“发烧”,先测测IGBT的热性能
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先来看几个电动/混动汽车(EV/HEV)由于过热问题被召回的真实案例。
2016年1月,美国汽车制造商召回五千多万的汽车;
2014年9月,福特公司由于电子混合系统过热问题召回7400辆汽车;
2014年1月,特斯拉为了防止过热召回29000个Model S的插座充电器。
……
以上只是汽车过热问题被召回案例的冰山一角,现实生活中,汽车由于过热问题而发生的事故还有很多。造成汽车过热的原因有很多,其中就包括IGBT器件的过热和失效问题。IGBT是电动汽车中的核心器件之一,电动汽车使用IGBT的过程中面临着较多的挑战,如工作环境温度变化幅度大、可靠性要求高、工作寿命长、失效后影响大等。2014年到2020年,IGBT功率半导体器件市场将保持持续的增长,特别是在电动/混动汽车领域。如何更好地在测试IGBT器件的热性能以及寿命,对于减少汽车过热问题有很大的意义。
5月24日,Mentor Graphics公司宣布推出全新的 MicReD Power Tester 600A 产品,其在功率循环中能测试电动和混合动力车 (EV/HEV) 的功率半导体器件的可靠性。借助 MicReD Power Tester 600A 产品,EV/HEV 研发和可靠性工程师能测试功率半导体器件(如绝缘栅双极性晶体管——IGBT、MOSFET、晶体管以及充电器),以便检查对完成任务来说至关重要的热可靠性和生命周期性能。
MicReD 产品经理Andras Vass-Varnai跟我们介绍到,目前经过验证,该产品具有三大优势。一是能够提高仿真精度。这主要得益于MicReD T3Ster 产品中仅有的 Mentor 校准技术,相关的三维 CFD(计算流体动力学)仿真错误能从通常的 20% 降至 0.5%,实现 IGBT 和半导体器件的精准热特性。
二是可扩展性强,可同时测试128个串联的IGBT。8 个 MicReD 600A Power Testers 相链接,使得用户能在系统测试中同时为 128 个 IGBT 施加功率循环测试。 MicReD Power Tester 600A 产品可在载荷条件下提供 48V电压,并且用户可处理安装在散热系统外部的器件,实现最佳灵活性。此外,MicReD Power Tester 600A 满足新兴的在实际中的 EV/HEV 功率半导体器件测试的最佳实践需要,比如当前为德国汽车行业研发的需求。
三是热可靠性的综合诊断:MicReD Power Tester 600A 产品可为生命周期预估提供简易可靠的测试流程。器件设置简便,同时功率循环采用全面自动化。Power Tester 中的 T3Ster®“结构函数”功能为所有 IGBT 提供非破坏性的“在测试过程中失效”的数据。测试期间会记录所有诊断信息,包括电流、电压、芯片温度以及导致封装结构失效的“结构函数”变化。现可对封装开发、可靠性和生产前的来料批量检查进行测试。
总的来说,MicReD Power Tester 600A能够更好地预估IGBT的生命周期和热性能。并且,它还是目前针对EV/HEV领域唯一的热仿真和测试的解决方案,符合了当前EV/HEV领域的特殊需求,能够同时测试大量的器件也大大地超过了当前工业的需求,结合三维CFD热量仿真提高了可靠性。
Mentor Graphics公司成立于1981年,主要提供EDA方面的软件和硬件解决方案,它是唯一的一家具有机械分析能力的EDA公司,在过去五年中营业额一直保持着20%以上的增长。目前,电动/混动汽车的市场看好,有无限商机,而Mentor带来的这款产品定能助力电动/混动汽车更安全的行驶。