Mentor：全面評(píng)測(cè)熱可靠性，延長(zhǎng)EV/HEV使用周期

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關(guān)于電動(dòng)和混動(dòng)汽車，近些年關(guān)于其市場(chǎng)份額不斷攀升的報(bào)道不絕于耳，據(jù)有關(guān)報(bào)道增長(zhǎng)率已經(jīng)高達(dá) 20%。然而隨之而來(lái)的，卻是廣為詬病的過(guò)熱問(wèn)題。據(jù)稱，美國(guó)每年有大量的新能源汽車因熱可靠性問(wèn)題被召回，其中甚至包括特斯拉?？梢哉f(shuō)，在人們普遍關(guān)注的充電設(shè)施、續(xù)航里程以及性能壽命等問(wèn)題中，新能源汽車的熱可靠性測(cè)試已經(jīng)成為了日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

針對(duì)這一問(wèn)題，Mentor Graphics 特別開(kāi)發(fā)和推出了全新的 MicReD Power Tester 600A 產(chǎn)品，可以在功率循環(huán)中對(duì)電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車（EV/HEV）的功率半導(dǎo)體器件的可靠性進(jìn)行測(cè)試。

MicReD Power Tester 600A

Mentor Graphics 機(jī)械分析部市場(chǎng)總監(jiān) Keith Hanna 博士表示，MicReD Power Tester 600A 產(chǎn)品是業(yè)界唯一一個(gè)專為 EV/HEV 市場(chǎng)提供的完整熱軟件仿真和硬件測(cè)試解決方案。通過(guò)這一平臺(tái)，EV/HEV 研發(fā)和可靠性工程師能夠測(cè)試功率半導(dǎo)體器件（如 IGBT、MOSFET、晶體管以及充電器），以便檢查對(duì)完成任務(wù)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要的熱可靠性和生命周期性能。同時(shí)，這一平臺(tái)也滿足業(yè)內(nèi)對(duì)于功率電子技術(shù)熱仿真和測(cè)試的需要，能實(shí)現(xiàn)無(wú)與倫比的精確性和可擴(kuò)展性。

Mentor Graphics 機(jī)械分析部市場(chǎng)總監(jiān) Keith Hanna 博士

Delta Electronics 部門經(jīng)理 Andy Liao 表示，Delta Electronics 作為一家高效率和高功率密度電力電子模塊產(chǎn)品的提供商，可以通過(guò)使用 Power Tester 1500A 了解生命周期性能，確保 IGBT 模塊的可靠性。Power Tester 600A 提供可擴(kuò)展的解決方案，讓我們可以同時(shí)測(cè)量多個(gè)分立功率器件或模塊。此設(shè)備增加的測(cè)試產(chǎn)能為我們帶來(lái)所需的統(tǒng)計(jì)學(xué)上的失效分析數(shù)據(jù)，以便對(duì)產(chǎn)品在應(yīng)用中的生命周期進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。

Delta Electronics 部門經(jīng)理 Andy Liao

數(shù)據(jù)顯示，IGBT 在未來(lái)五年的使用量將依然保持強(qiáng)勁的增長(zhǎng)，甚至實(shí)現(xiàn) 3 倍的飛躍。IGBT 等功率器件在整個(gè)汽車生命周期中，需要經(jīng)歷無(wú)數(shù)次的功率循環(huán)，并受到熱 - 機(jī)械應(yīng)力的作用，從而會(huì)對(duì)器件的質(zhì)量和壽命產(chǎn)生影響。這也是 Mentor 非常關(guān)注 EV/HEV 可靠性測(cè)試的原因。

Keith Hanna 強(qiáng)調(diào)，在當(dāng)前 EV/HEV 工程師面臨的關(guān)鍵任務(wù)型挑戰(zhàn)中，最重要的是確保電力電子模塊的熱可靠性。其他挑戰(zhàn)還包括檢測(cè)由多種標(biāo)準(zhǔn)功率循環(huán)造成的 IGBT 的潛在降級(jí)，從而確定根本的損壞原因。

那么，EV/HEV 相比傳統(tǒng)汽車來(lái)說(shuō)具有更加復(fù)雜的散熱分布，設(shè)計(jì)者如何才能輕松應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)呢？具體來(lái)說(shuō)，MicReD Power Tester 600A 平臺(tái)將從三大方面來(lái)幫助 EV/HEV 工程師。

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綜合的診斷

MicReD Power Tester 600A 可以針對(duì)生命周期的預(yù)估提供簡(jiǎn)便可靠的測(cè)試流程，器件設(shè)置簡(jiǎn)便，同時(shí)功率循環(huán)采用全面自動(dòng)化。Power Tester 中的 T3Ster“結(jié)構(gòu)函數(shù)”功能可以為所有 IGBT 提供非破壞性的“在測(cè)試過(guò)程中失效”的數(shù)據(jù)。測(cè)試期間會(huì)記錄所有診斷信息，包括電流、電壓、芯片溫度以及導(dǎo)致封裝結(jié)構(gòu)失效的“結(jié)構(gòu)函數(shù)”變化。甚至，可以對(duì)封裝開(kāi)發(fā)、可靠性和生產(chǎn)前的來(lái)料批量檢查進(jìn)行測(cè)試。

精準(zhǔn)的仿真

MicReD Power Tester 600A 產(chǎn)品可以在成千上萬(wàn)的循環(huán)中對(duì) IGBT 模塊施加功率。這能為診斷提供“實(shí)時(shí)”失效過(guò)程數(shù)據(jù)，從而大幅縮短測(cè)試時(shí)間，也無(wú)需進(jìn)行失效后分析或破壞性失效分析。借助 MicReD T3Ster 產(chǎn)品中僅有的 Mentor 校準(zhǔn)技術(shù)，相關(guān)的三維 CFD（計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)）仿真錯(cuò)誤率能從通常的 20%降至 0.5%，實(shí)現(xiàn) IGBT 和半導(dǎo)體器件的精準(zhǔn)熱特性。

靈活的擴(kuò)展

有點(diǎn)超乎想象的是，8 個(gè) MicReD 600A Power Testers 相鏈接，使得用戶能在系統(tǒng)測(cè)試中同時(shí)為 128 個(gè) IGBT 施加功率循環(huán)測(cè)試。同時(shí)，可在載荷條件下提供 48V 電壓，并且用戶可處理安裝在散熱系統(tǒng)外部的器件，實(shí)現(xiàn)最佳靈活性。

MicReD Power Tester 600A 產(chǎn)品能與 Mentor 領(lǐng)先的 CFD 仿真技術(shù)相結(jié)合。Mentor 的 FloTHERM 和 FloEFD 3D CFD 軟件可提供功率模塊的前端裝載熱仿真。當(dāng)與 Flowmaster 整車熱流體成體系系統(tǒng)的一維 CFD 建模工具相結(jié)合時(shí)，此軟件就可提供前所未有的精度。通過(guò) MicReD 的 T3Ster 技術(shù)，能為自動(dòng)化模塊校準(zhǔn)功能提供 CFD 輸入材料屬性，進(jìn)而對(duì) EV/HEV 動(dòng)態(tài)功率輸入的實(shí)際溫度響應(yīng)進(jìn)行精準(zhǔn)仿真。通過(guò)技術(shù)結(jié)合，用戶能夠?qū)?IGBT 熱生命周期失效進(jìn)行最精準(zhǔn)的預(yù)估。

甚至可以說(shuō)，預(yù)估 IGBT 的生命周期，是 EV/HEV 熱可靠性測(cè)試中的終極目的。

Mentor Graphics 機(jī)械分析部總經(jīng)理 Roland Feldhinkel 表示，MicReD Power Tester 600A 作為我們汽車熱學(xué)工程總解決方案的擴(kuò)展部分，是針對(duì)當(dāng)前 EV/HEV 市場(chǎng)的唯一產(chǎn)品。利用一流的產(chǎn)品，提供綜合熱仿真和硬件測(cè)試解決方案，以此滿足汽車生產(chǎn)商 EV/HEV 的行業(yè)需要，同時(shí)為未來(lái)幾年預(yù)期的市場(chǎng)快速增長(zhǎng)提供支持。

據(jù)悉，Mentor 現(xiàn)在已經(jīng)接受 MicReD Power Tester 600A 的購(gòu)買訂單，并計(jì)劃 2016 年夏季發(fā)售。

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