westpac888 

 威柏电子EV电动汽车电驱动解决方案
威柏电子EV电动汽车电驱动解决方案
威柏电子有限公司
汽车电子事业部
技术总监
王鹏

EV、HEV用IGBT模块
采用直接水冷铜散热片基础结构、实现了高功率密度和小型封装的EV、HEV用IGBT模块
产品中分别内置有6个IGBT和FWD。此外，还内置有用于检测温度的热敏电阻。

EV、HEV用IGBT模块 650V级

威柏电子有限公司|深圳市威柏德电子有限公司
M651  6MBI400VW-065V威柏电子有限公司|深圳市威柏德电子有限公司  650  200  400  2.00 （IC=400A）  1.70 （IF=400A）  660g
威柏电子有限公司|深圳市威柏德电子有限公司
M652  6MBI600VW-065V威柏电子有限公司|深圳市威柏德电子有限公司  650  300  600  2.00 （IC=600A）  1.70 （IF=600A）  900g
威柏电子有限公司|深圳市威柏德电子有限公司
M653 6MBI800XV-075V威柏电子有限公司|深圳市威柏德电子有限公司  750  800            

大容量車載標準モジュール：M653 
New general purpose module for automotive：M653 
750V/800A 6in1 module 
特長：Features    製品：Product   
Tentative 
●6in1 3相インバータモジュール：6in1 3 phase inverter module 
 
●750V/800A New RC-IGBT(Reverse-conducting IGBT) 750V/800A新的RC-IGBT（反向导通IGBT）
 
     ?オンチップ温度センサ内蔵 
     On-chip temperature sensor 芯片内部内建温度传感器
     
?オンチップ電流センサ内蔵 
 On-chip current sensor 芯片内部内建电流传感器
 
●コンパクトなパッケージを採用：アルミ直接水冷（ウォータージャケット構造） 
 
  Compact package：Aluminum direct cooling water-jacket 小型封装：铝制直接冷却水套
 
     ?162mm×116mm×24mm 
 
     ?薄型?新構造フィンウォータージャケット採用
 Thin and new fin structure 
 
 
     ?冷却水出入り口にフランジ構造を採用 
 Flange structure at cooling water IN/OUT 凸缘结构在冷却水/输出
 
      *熱抵抗を弊社従来構造比で約40%低減 
       reducing thermal resistance about 40% 减少约40％的热阻
 
         comparing with conventional fin type heat sink 与传统的鳍片式散热片比较
 ?制御ピンにプレスフィットピンを採用 
     
 
●175℃保証：  175℃ guaranteed 175℃芯片运行温度
 
【アプリケーション例：Application example】 
●80～150kW motor output power 
●fsw=6kHz, Coolant temp.=65℃, Coolant flow rate=10L/min 
  Vdc=450V, Ipeak=460Arms@1s, Icont.=430Arms 

1   车载 IGBT模块的基本概念 
近年来，考虑到对环境的影响，全球都在探求如何降低二氧化碳排放量。为了降低二氧化碳排放量，在汽
车领域正在推进混合动力车(HEV)和电动汽车(EV)的普及。HEV 和 EV 通过将高压蓄电池中储存的直流电通
过电力转换装置转换为交流电来驱动电机以带动车辆行驶，而这种电力转换装置中主要使用 IGBT 模块。由
于需要在汽车的有限空间内安装高压蓄电池、电力转换装置、电机等，因此，电力转换装置中使用的 IGBT
模块要尽可能实现小型化。 
在此背景下，富士电机车载 IGBT 模块以“小型化”为基本概念进行了开发。 
图 1-1 所示为对 IGBT 模块的基本市场需求。对 IGBT 模块的基本市场需求为提高性能和可靠性、降低环境
压力。性能、环境、可靠性的各种特性相互关联，因此，为了实现 IGBT 模块的“小型化” ，对这些特性进行
均衡改进是非常重要的。 
本次开发的车载 IGBT 模块，通过采用(i)直接水冷式结构、(ii)高散热陶瓷绝缘基板、(iii)第 6代 V 系列 IGBT
芯片、(iv)高强度焊锡材料，最大限度地发挥了性能、环境、可靠性的各种特性，实现了“小型化”这一基本
概念。 
 
富士电机半导体专业代理：威柏电子有限公司
2   直接水冷式结构 
本次开发的车载 IGBT 模块，通过采用直接水冷式结构，大幅降低了热阻。以往的 IGBT 模块为了降低铜底
座和散热片之间的接触热阻，采用散热硅脂，但是，散热硅脂一般为热传导率较低的材料，存在散热性差的
问题。直接水冷式结构中铜底座和散热片实现一体化，由于散热片部分可直接接触冷却液，因此无需使用散
热硅脂，从而使得 IGBT模块的散热性大幅提高。图 1-2 所示为本次开发的车载 IGBT 模块的外观。 
图 1-3 所示为对使用散热硅脂的以往结构和直接水冷式结构的恒定热阻进行的比较。由图 1-3 可知，通过
采用直接水冷式结构，消除了散热硅脂层的热阻，恒定热阻约减少了 30%。 
 
3   高散热陶瓷绝缘基板的应用和高强度焊锡 
3.1  高散热陶瓷绝缘基板的应用 
在上述直接水冷式结构的基础上， 为了进一步降低热阻， 模块的绝缘基板采用热传导率较高的氮化硅(Si3N4)
陶瓷。在图 1-4 中，对使用氧化铝(Al2O3)绝缘基板的以往结构（使用散热硅脂）和使用氮化硅陶瓷基板的直
接水冷式结构的热阻进行了比较。通过去除以往结构中热阻较大的散热硅脂层并提高绝缘基板的热传导率，
实现了热阻的大幅降低（比以往降低 63%） 。 
3.2  高强度焊锡 
与产业用半导体和民生用半导体相比，汽车用半导体多在严酷的环境中使用，因此对可靠性要求较高。特
别是因温度循环产生的压力导致连接绝缘基板和散热底座的焊锡部分出现裂纹后，将引起热阻上升和芯片异
常升温，进而损坏 IGBT模块。富士电机车载 IGBT 模块中，通过采用新开发的 SnSb系列焊锡，与以往使用
SnAg系列焊锡时相比，大幅抑制了裂纹的扩大（图 1-5） 。 

更多产品信息，请联络威柏销售专员：
 
威柏电子中国区富士IGBT模块及IGBT驱动器销售团队
威柏为中国客户提供富士IGBT模块采购供应链的全方位支持！
威柏致力于中国汽车电子,工业节能及新能源的发展！

威柏电子-富士IGBT销售团队-以客为本

威柏-FUJI富士IGBT模块，IGBT驱动业务经理: Danny Tang(业务热线：138 2365 2702)
富士IGBT模块代理商邮箱：Danny@westpac-hk.com.hk

威柏-FUJI富士IGBT，IGBT驱动北京销售专员: 黄海燕 Lisa Huang 
手机:15510556425 邮箱：LisaHuang@westpac-hk.com.hk

威柏-FUJI富士IGBT，IGBT驱动上海销售专员: 宋晓峰 Smith Song 
手机:15921707866 邮箱：SmtihSong@westpac-hk.com.hk

威柏-FUJI富士IGBT，IGBT驱动青岛业务专员: 李慧芳 Trisha Li
手机:15908929568 邮箱：Trisha@westpac-hk.com.hk

威柏-FUJI富士IGBT，IGBT驱动南京业务专员: 万恺 Luke Wan
手机:13770938612 邮箱：lukewan@westpac-hk.com.hk

威柏-FUJI富士IGBT，IGBT驱动东北业务专员: 赵明军 
手机:15500015834 邮箱：MotorZhao@westpac-hk.com.hk

威柏-FUJI富士IGBT，IGBT驱动武汉营业主任: 陈宇 Chen Yu
手机:18672954292 邮箱：ChenYu@westpac-hk.com.hk

威柏-FUJI富士IGBT，IGBT驱动西安销售专员: 袁诗田 Kent Yuan
手机:13709187039 邮箱：kentyuan@westpac-hk.com.hk

威柏-FUJI富士IGBT，IGBT驱动成都销售专员: 张贤均 William Zhang
手机:18681669866 邮箱：williamzhang@westpac-hk.com.hk

威柏-FUJI富士IGBT，IGBT驱动深圳销售专员: 李家序 Colin Li
手机:18676798519 邮箱：ColinLi@westpac-hk.com.hk

更多应用信息和技术支持，请联系Westpac威柏应用技术支持团队：
威柏电子有限公司|深圳市威柏德电子有限公司
Westpac威柏技术支持总监:
王鹏 手机：15989854023 电话：027-8705 4728 
电子邮件：JerryWang@westpac-hk.com.hk

威柏汽车电子器件应用上海技术支持，华东，华北技术支持:
杨雪 手机：15921956358 电话：021-5489 1461 
电子邮件：CindyYang@westpac-hk.com.hk
 
威柏电子有限公司|深圳市威柏德电子有限公司
Westpac威柏北京技术支持，Westpac威柏华北，东北技术支持:
牟军 手机：13589207451 电话：010-5963 0698
电子邮件：TonyMu@westpac-hk.com.hk
 
威柏电子有限公司|深圳市威柏德电子有限公司
Westpac威柏上海技术支持，Westpac威柏华东，华北技术支持:
罗金 手机：17749762486 电话：021-5489 1461 
电子邮件：AndyLuo@westpac-hk.com.hk
 
威柏电子有限公司|深圳市威柏德电子有限公司
Westpac威柏深圳技术支持，Westpac威柏华南技术支持:
吴龙 手机：13590310423 电话：0755-8826 2914 
电子邮件：WuLong@westpac-hk.com.hk
 
威柏电子有限公司|深圳市威柏德电子有限公司
Westpac威柏汽车电子深圳技术支持，Westpac威柏汽车电子华南技术支持:
贺杰 手机：13058101192电话：0755-8826 7606
电子邮件：HeJie@westpac-hk.com.hk
 
威柏电子有限公司|深圳市威柏德电子有限公司
Westpac威柏汽车电子武汉技术支持，Westpac威柏汽车电子中部技术支持:
汪进 手机：18971571079 电话：027-87054728 
电子邮件：RobinWang@westpac-hk.com.hk
 
威柏电子有限公司|深圳市威柏德电子有限公司
Westpac威柏重庆技术支持，Westpac威柏西部技术支持:
陈安科 手机：13618397134 电话：023-6791 1632 
电子邮件：Chank@westpac-hk.com.hk
 


发表时间:2016年6月14日8:40:11