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200 kVA/L逆天功率密度!稳定输出600kW!这款逆变器是怎么做到的?

2025-5-12 10:29:00
  • 德国弗劳恩霍夫可靠性与微集成研究所(Fraunhofer IZM)携手保时捷和博世,联合开发出一种新型“Dauerpower”逆变器,以应对电动汽车在长时间高功率运行中的核心技术难题。

200 kVA/L逆天功率密度!稳定输出600kW!这款逆变器是怎么做到的?

最近,德国弗劳恩霍夫可靠性与微集成研究所(Fraunhofer IZM)携手保时捷和博世,联合开发出一种新型“Dauerpower”逆变器,以应对电动汽车在长时间高功率运行中的核心技术难题。

这款Dauerpower逆变器可持续输出约600kW的功率,并在短时间内实现高达720kW的瞬时输出,真正满足了高性能电动汽车对动力系统的极致追求。为了达到这一目标,团队采用了先进的碳化硅(SiC)功率器件,大幅提升了器件的效率和耐用性。同时,为了解决高功率输出下发热量急剧增加的问题,研发团队在冷却设计上下足了功夫。

在功率模块部分,这款逆变器内置了48颗SiC MOSFET,实现了极低的电感(1.1nH),有效抑制高频开关中的能量损耗。此外,利用PolyCharge NanoLam直流母线电容器,系统整体体积被控制在仅3升,体积功率密度达200 kVA/L,远超行业主流水平。

在电气设计方面,Dauerpower逆变器首次应用了PCB嵌入式功率模块,不仅让供电与回流回路更加紧密,降低了漏电感,同时也为更快的电流切换创造条件,显著降低了半导体自身的能耗。

冷却系统也是其一大亮点。团队采用铜制3D打印冷却结构,结合银烧结工艺,将主要发热元件与冷却组件高效耦合,加速热量传导。最终,热量通过水冷系统带走,冷却通道采用铝合金3D打印制造,加之优化后的水流设计,让整个系统无论压力损耗还是温度梯度,都保持在非常优异的水平。即便高负载持续运行,逆变器壳体与冷却液之间的温差也极小,关键部位的温升得到有效控制。

软件控制同样不容忽视。Fraunhofer IZM为该项目研发了专属软件,对各功率模块协同控制,以最大化效率与性能。模块化设计方案则方便了维护与更换,延长整车使用周期,同时有助于资源的高效利用。

总体而言,这一创新型逆变器方案,不仅大幅提升了电动汽车动力系统的功率密度和输出能力,更为量产与实际应用提供了坚实支撑。未来,随着技术的持续优化,高性能逆变器有望进一步缩小体积、提升能效,为新能源汽车行业注入新动力。