XI
PACKAGING
La crescente diffusione dei veicoli elettrici e ibridi presenta
grandi opportunità per l’industria elettronica. Sebbene negli
ultimi anni la BOM di un tipico veicolo automobilistico si sia
sempre più arricchita di dispositivi elettronici, l’adozione del-
la trazione elettrica potrebbe essere il passo decisivo verso la
trasformazione dell’auto moderna in un dispositivo elettrico.
Come parte dell’infrastruttura ad alta tensione di un veicolo
ibrido o completamente elettrico, il modulo di potenza inver-
ter a IGBT è un elemento chiave del sistema e-drive utilizzato
per controllare il motore di trazione. Unmodulo tipico contie-
ne un inverter trifase a ponte intero, composto da sei interrut-
tori IGBT e diodi di ricircolo come illustrato in figura 1. Più di
un dispositivo IGBT può essere utilizzato in ciascuna posizione
dell’interruttore per ottenere la corrente nominale e la resi-
stenza di conduzione richieste.
Se il motore ha una potenza nominale di 100 kW (equivalente
a 134 cavalli), un modulo con un’efficienza pari a un buon
97%deve dissipare circa 3 kWdi energia per lo più sotto forma
di calore. È indispensabile rimuovere questo calore in manie-
ra efficiente se si desidera che il modulo abbia un’affidabilità
soddisfacente. I moderni veicoli con motore a combustione
interna hanno fissato standard elevati in termini di affidabilità,
standard che i veicoli elettrici devono rispettare per ottenere
l’accettazione da parte del mercato.
Un modulo più affidabile
Misure per aumentare l’affidabilità e la potenza nominale dei
moduli comprendono l’uso di IGBT in formato bare-die (chip
“nudo” o senza contenitore) e una struttura ottimizzata per mi-
nimizzare le perdite elettriche parassite che causano surriscalda-
menti per effetto joule e per ottenere la resistenza termica più
bassa possibile tra i die IGBT e la base del modulo.
Rispetto ai moduli di potenza utilizzati nei veicoli elettrici ibridi
di prima generazione, la tipica struttura termica degli odierni
moduli è significativamente semplificata e ciòminimizza la resi-
Mark Pavier
Auto elettriche:
tecniche di packaging
avanzate per aumentare
le prestazioni degli inverter
Il superamento dei problemi associati all’assemblaggio di IGBT ultra-sottili ad alta corrente
di grandi dimensioni permette ai costruttori di sistemi elettronici per auto di realizzare
moduli inverter per veicoli elettrici ed ibridi, economicamente convenienti e caratterizzati
da maggiore potenza, efficienza e affidabilità
Power
Fig. 1 – Inverter trifase di un tipico modulo di potenza
per veicoli elettrici/ibridi
