西門(mén)子與合作伙伴聯(lián)合開(kāi)發(fā)出一種全新的陶瓷印制電路板，可以為變流器安裝更加小巧、可靠的電子元件。

這項(xiàng)新技術(shù)提高了電路板的抗電磁干擾能力，并為變流器直接集成到驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中創(chuàng)造了機(jī)會(huì)，節(jié)省了空間。該名為KAIROS（“面向強(qiáng)健的信號(hào)和功率電子器件的陶瓷結(jié)構(gòu)與集成技術(shù)”的德語(yǔ)首字母縮寫(xiě)）的研究項(xiàng)目的側(cè)重點(diǎn)是電動(dòng)汽車(chē)，但所有工業(yè)用電力驅(qū)動(dòng)設(shè)備——譬如，生產(chǎn)線——均可從中受益。

研發(fā)項(xiàng)目專(zhuān)注于將變流器控制和功率電子元件集成到一個(gè)單元中。合作伙伴利用特殊水冷陶瓷電路板和抗電涌耦合電路，實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)。這項(xiàng)工作得到了德國(guó)聯(lián)邦教育與研究部 “STROM”計(jì)劃的支持。

縮短布線，最大限度地減小電磁場(chǎng)效應(yīng)對(duì)功率電子器件的影響

變流器為電機(jī)提供實(shí)現(xiàn)特定功率負(fù)載所需的準(zhǔn)確交流電量。變流器中的功率電子器件以極快的速度切換很大的電流。由此形成的電磁場(chǎng)會(huì)造成影響，譬如，干擾周?chē)碾姎獠季€。此外，這會(huì)影響變流器控制電子裝置與功率電子器件之間的連接線。因此，必須妥當(dāng)保護(hù)線路，防止干擾。KAIROS項(xiàng)目研究人員最大限度地縮短了控制電子裝置與功率電子器件之間的線路長(zhǎng)度，以便降低電磁場(chǎng)產(chǎn)生的影響。

特殊陶瓷電路板打造具有良好熱穩(wěn)定性的緊湊結(jié)構(gòu)

通常，控制電子單元安裝在常規(guī)塑料板上，而進(jìn)行大電流切換的功率電子器件，則需要陶瓷電路板。西門(mén)子的全球研發(fā)機(jī)構(gòu)——西門(mén)子中央研究院的研究人員開(kāi)發(fā)出特殊陶瓷電路板，可將控制單元直接安裝到功率電子器件電路板上。這能實(shí)現(xiàn)更加緊湊的整體結(jié)構(gòu)，但這也這意味著，所產(chǎn)生的熱量也釋放到更小的區(qū)域內(nèi)。為此，項(xiàng)目合作伙伴也開(kāi)發(fā)出適用于功率電子器件電路板的特殊水冷系統(tǒng)。比之以往的裝置，新的解決方案緊湊得多，并且具有更加出色的熱穩(wěn)定性，因而可以直接集成到驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。

該解決方案中，在400伏車(chē)載電池與工作電壓15伏的控制電子裝置之間實(shí)現(xiàn)電氣隔離，是一個(gè)尤為艱巨的挑戰(zhàn)。鑒于可用空間有限，需要緊湊型解決方案，以防止高壓電閃燃到控制電子裝置上。西門(mén)子研究人員通過(guò)使用特殊變壓器，實(shí)現(xiàn)了這種隔離。項(xiàng)目合作伙伴還開(kāi)發(fā)出一個(gè)專(zhuān)用芯片組（ASIC），以實(shí)現(xiàn)將功率電子器件開(kāi)關(guān)過(guò)程所需負(fù)載轉(zhuǎn)移回電池。這進(jìn)一步提高了變流器能效。