Neue Leistungsmodule von Infineon ermöglichen Hybridantriebe mit hoher Effizienz und geringer Komplexität

16.10.2006 | Fachpresse

München / Detroit, USA, 16. Oktober 2006 – Auf der Automobil-Fachmesse Convergence 2006 in Detroit hat die Infineon Technologies AG heute die ersten beiden Mitglieder aus der neuen Produktfamilie von Leistungsmodulen vorgestellt, die speziell für Hybridantriebe entwickelt wurden. Bis zu 30 Prozent weniger Siliziumfläche für die gleiche Leistung brauchen beiden neuen Module HybridPACK1 und HybridPACK2, da sie Infineons weltweit führende IGBT-Technik nutzen und bei ihrer Entwicklung das Gesamtsystem berücksichtigt wurde. Durch Infineons weltweit führende IGBT-Technik übertreffen Hybridantriebe mit den neuen Modulen bereits eingeführte Systeme. Die elektrischen Verluste lassen sich um bis zu 20 Prozent senken, was die Energieeffizienz des Antriebes verbessert und eine einfachere Entwärmung ermöglicht.
 
„Unsere HybridPACK-Module kombinieren unser Know-how, das wir uns als weltweit führender Anbieter moderner Leistungshalbleiter und als weltweit zweitgrößter Chipanbieter für Automobilelektronik erworben haben, mit unserer sehr hohen Produktqualität, die die Anforderungen weltweit führender Automobilhersteller erfüllt“, sagte Christopher Cook, General Manager des Bereichs Automobil-, Industrieelektronik und Multimarket (AIM) bei Infineon Technologies North America. „Durch die Entwicklung einer Modulfamilie können wir die beste Lösung für die jeweilige Hybridantriebsart liefern.“
 
Das Modul HybridPACK1 wurde für den Einsatz in so genannten Mild-Hybridantrieben konzipiert und enthält sämtliche Leistungshalbleiter für den Umrichter sowie einen NTC (Negative Temperature Coefficient)-Widerstand für die Temperaturmessung. Das Modul basiert auf Infineons führender Trench FieldStop IGBT ( Insulated Gate Bipolar Transistor)-Technologie und seiner Emitter Controlled Diodentechnologie. Durch den Einsatz eines neuen Keramiksubstrates auf einer Kupferbodenplatte wurde die Temperaturzyklenfestigkeit für den Einsatz in Mild-Hybrid-Umrichtern um das dreifache verbessert. Optimierungen im Verdrahtungsprozess, dem „Wirebonding“, führen zu einer Verbesserung der aktiven Lastwechselfestigkeit. Die Abmessungen der Bodenplatte des Moduls HybridPACK1 liegen bei nur 7 cm x 13,5 cm. Ein Fahrzeug der Mild-Hybrid-Kategorie mit einem integrierten Anlasser/Generator kann beim Bremsen („regeneratives Bremsen”) Energie aufnehmen und diese innerhalb weniger Sekunden, beispielsweise zum Anfahren oder für einen Überholvorgang, abgeben.
 
Das für den Einsatz in Fahrzeugen mit Voll-Hybrid-Antrieb entwickelte Modul HybridPACK2 hat die industrieweit kleinste Grundfläche von nur 9,2 cm x 20,2 cm für ein 800A/600V Six-Pack-Modul. Es ist damit um etwa ein Viertel kleiner als heutige Lösungen. Die mit stiftförmigen (pin-finned) Kühlrippen ausgestattete Aluminium-Siliziumkarbid-Bodenplatte des Moduls HybridPACK2 verbessert neben der thermischen Lastwechselfähigkeit auch die Zuverlässigkeit. Full-Hybrid-Antriebe liefern Energie für kurze bis mittlere Fahrstrecken, beispielsweise im Stadtverkehr.
 
Im Gegensatz zu vielen anderen Applikationen der Leistungselektronik erfordert das Design von Hybridantrieb-Modulen eine enge Kopplung der Subsysteme, um eine optimale Systemleistung bei geringen Kosten zu erreichen. Während das Gesamtkonzept des Antriebs, ob wasser- oder luftgekühlt, und die Art des Hybrid-Systems (Mikro-, Mild- oder Voll-Hybrid) die Kraftstoffeinsparung gegenüber vergleichbaren gängigen Antrieben bestimmen, ist die Leistungselektronik von großer Bedeutung für Wirkungsgrad, Zuverlässigkeit und Kosteneffizienz. Mit seinem breiten Produktportfolio an Mikrocontrollern, Leistungselektronikkomponenten und Sensoren konnte Infineon Umrichter für Hybridantriebe auf Systemebene analysieren und damit bei optimierter Leistung eine kostengünstige Lösung anbieten. Im Vergleich zu Fahrzeugen mit herkömmlichen Verbrennungsmotoren braucht nach Expertenschätzungen ein Mikro-Hybrid-Fahrzeug etwa 5 bis 10 Prozent weniger Kraftstoff, ein Mild-Hybrid-Fahrzeug mit regenerativer Bremsfunktion und Beschleunigung etwa 15 bis 35 Prozent weniger und für ein Voll- Hybrid-Fahrzeug etwa 40 bis 60 Prozent weniger.
 
Die IGBT-Technologie von Infineon bietet diverse Vorteile für den Einsatz in Hybridantrieben. Das Trench Fieldstop-Design senkt Leitungsverluste und Schaltverluste. Gleichzeitig verringert sich die Fläche für Leistungshalbleiter um bis zu 30 Prozent gegenüber marktgängigen Produkten mit gleicher Ausgangsleistung. Die maximale Betriebstemperatur von Infineons IGBTs beträgt bis zu 175°C, wodurch sich die Kühlanforderungen reduzieren.
 
Um seinen Kunden eine Komplettlösung für den Entwicklungsprozess zur Verfügung zu stellen und die Entwicklungsdauer zu verkürzen, stellt Infineon Demo-Treiber-Boards für die Integration von HybridPACK Modulen in Hybrid-Umrichter zur Verfügung. Das Demo Board umfasst die Treiber-Stufe sowie Fehlererkennungs- und Schutzfunktionen.
 
Infineon zeigt die neuen Module für Hybridantriebe am Stand #1124 auf der Fachmesse Convergence 2006 vom 16. bis 18. Oktober in Detroit.
 
Nach der neuesten Studie des amerikanischen Marktforschungsinstituts Strategy Analytics, Boston, belegt Infineon weltweit Rang eins bei Chips, die im Auto die elektrische Energiezufuhr regeln, zum Beispiel für Heizung, Licht und Fensterheber. Im Jahr 2005 hielt Infineon hier einen Marktanteil von 22,5 Prozent.

Über Infineon

Die Infineon Technologies AG, München, bietet Halbleiter- und Systemlösungen für Automobil-, Industrieelektronik und Multimarket, für Anwendungen in der Kommunikation sowie Speicherprodukte über ihr Tochterunternehmen Qimonda. Infineon ist weltweit tätig und steuert seine Aktivitäten über Landesgesellschaften in den USA aus San Jose, Kalifornien, im asiatisch-pazifischen Raum aus Singapur und in Japan aus Tokio. Mit weltweit rund 36.400 Mitarbeitern erzielte Infineon im Geschäftsjahr 2005 (Ende September) einen Umsatz von 6,76 Milliarden Euro. Das DAX-Unternehmen ist in Frankfurt und New York (NYSE) unter dem Symbol „IFX“ notiert. Weitere Informationen unter www.infineon.com. Weitere Informationen zu Qimonda unter www.qimonda.com

Informationsnummer

INFAIM200610.005