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新技術でEV、HV用パワーモジュールさらに小型化か

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日立製作所と日立オートモティブシステムズは、このたび、電気自動車(EV)、ハイブリッド自動車(HV)用インバーターの心臓部であるパワーモジュールの小型化に寄与する、直接水冷型両面冷却技術を開発した。同技術を使い日立が試作したパワーモジュールは、日立の従来品と比べて、放熱特性35%向上、床面積50%低減を実現した。

EVやHVが普及するなか、より広い車内居住空間やさらなる燃費の改善を求めるニーズが高まるとともに、EVやHVなどのキーコンポーネントの一つである車載用インバーターの小型化へのニーズも高まっている。

車載用インバーターを小型化するには、多くのパワー半導体が集積されているパワーモジュールの放熱技術を開発し、冷却性能を高めることが必要となる。これまで日立と日立オートモティブシステムズは、水冷方式を用いパワーモジュールの発熱を直接冷却水へ放熱させる日立独自の直接水冷型パワーモジュールを開発し、冷却性能を高めたパワーモジュールを実用化してきた。

今回試作されたパワーモジュールは、従来のパワー半導体を片面放熱から両面放熱構造とすることで放熱経路を拡充し、さらに冷却性能を高めている。具体的には、パワー半導体の両側に放熱経路を形成するためのグリースを用いず、絶縁層を介して放熱経路を形成することで冷却性能を向上するとともに、熱流体、電気発熱、応力などの解析技術を駆使した最適な放熱構造などの設計技術により小型化を実現した。

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