48V混合動力車來勢洶洶 電源模組封裝進入銅世代
文.黃繼寬 發布日期:2017/11/06 關鍵字:鋁打線銅打線銅夾K&S

純電動車(EV)雖然具有零廢氣的優勢,但單價明顯比使用傳統引擎的車款高出一截。為了兼顧環保法規要求與生產成本,許多歐美車商均投入開發採用48V電源架構的中度混合動力(Mild Hybrid)車款。相較於現有的純電動車跟重度混合動力車(Full Hybrid),Mild Hybrid的成本更具優勢,但在廢氣排放方面,卻明顯優於使用傳統引擎的車款。而隨著車商陸續推出這種Mild Hybrid車款,對應的電源模組需求也跟著湧現。這些專為Mild Hybrid設計的電源模組,普遍採用銅導線封裝,未來甚至會進一步導入更先進的銅夾(Metal Clip)封裝,來追求更高的能源效率。

K&S集團資深副總裁張贊彬指出,48V Mild Hybrid車款具備很多優勢,例如成本比純電動車跟重度混合動力車低,但廢氣排放量也比傳統引擎車少。因此,在環保法規要求日益嚴格,純引擎車種越來越難達到法規標準之際,許多車商都開始投入Mild Hybrid車款。Mild Hybrid車同時具有兩套動力系統,一是傳統引擎,另一個則是由電力驅動的馬達。兩套動力系統同時負責驅動車輛,只是其中之一是主要動力,另一個是輔助動力(通常是由馬達擔任)。與現有採用高壓電源驅動的混合動力車或純電動車相比,Mild Hybrid最大的優勢是成本低廉,整套動力系統的造價可以控制在1,000歐元以內,而且適合在走走停停的市區道路中行駛。

另一方面,隨著車內搭載的電子系統越來越多,傳統引擎車的電力系統已漸漸難以應付。舉例來說,先進駕駛輔助系統(ADAS)、車載資訊娛樂系統(Infotaiment)等汽車電子系統都需要消耗電力,但傳統引擎車所使用的12V電源架構,最大功率通常只能做到3kW,因此面對汽車電子化程度日增,汽車製造商勢必要在車上添加其他輔助電源,而48V正是理想的選擇。

對電源模組設計來說,48V Mild Hybrid所使用的DC-DC模組,將比現有的12V電源模組來得複雜很多,也必須導入更多新的封裝材料/技術。舉例來說,12V電源模組通常採用鋁導線,但48V模組則普遍使用阻抗更低的銅導線,有些模組業者甚至已經開始推出採用銅夾(Metal Clip)技術的新世代模組。不過,銅夾因為是用一大片金屬來實現晶片與模組基板的互聯,因此在應用彈性上較不如打線封裝。

目前K&S已經與許多電源模組廠、車廠和研究機構展開合作,共同研發48V Mild Hybrid所使用的電源模組。在台灣,K&S目前已經與工研院攜手,共同開發48V電源模組方案。對模組業者來說,打線封裝所使用的材料由鋁改成銅,會涉及到機台參數的調整與焊頭更換,因為銅材料的硬度較高,因此打線接合時的壓力大約是鋁線的4~5倍。目前K&S已有對應的機台方案可供應給客戶。

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