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轨道交通自主IGBT关键技术研究及应用项目通过协会科技成果评价
采编时间: 2021-09-27 09:20:07 来源: 协会采编

9月24日,由中国城市轨道交通协会专家学术委主办的“轨道交通自主IGBT关键技术研究及应用”科技成果评价会在湖南株洲成功召开。会议由专家学术委执行副主任仲建华主持,中国工程院院士傅志寰、刘友梅、罗安、王耀南等行业13位专家担任评委,罗安院士任评价专家组组长。


专家组对株洲中车时代电气股份有限公司进行了现场考察,详细查看了国内首条、全球第二条8英寸IGBT芯片生产线、汽车、电网用自主IGBT模块生产线,了解相关产品的研发、生产与应用情况。听取了项目团队的汇报,并对项目技术、经济和社会效益、产品可靠性等方面进行了讨论和质询,项目团队结合科研成果及应用业绩等方面进行了答辩。


专家组一致认为,项目攻克了轨道交通自主IGBT关键技术,解决了国内变流产业核心器件难题,具有自主知识产权,取得了多项原创性成果。项目成果总体技术达到国际先进水平,其中自主IGBT的可靠性评估技术达到国际领先水平,满足轨道交通车辆的运营要求。


项目攻克了具有自主知识产权的IGBT芯片与封装设计及制造技术、应用可靠性提升技术和系统集成应用技术;解决了IGBT自主化及其高可靠性应用的难题;搭建了自主IGBT器件到牵引系统应用的技术、试验及产品平台。


项目研制的自主IGBT器件及变流装置通过了第三方机构检测,并已批量应用于城轨、机车和动车组车辆,产品运用稳定,性能可靠,产生了良好的经济社会效益。




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自主IGBT发展历程:


  • 2008 收购Dynex

  • 2009 建成国内首条IGBT模块封装线

  • 2014 国内首条8英寸大功率IGBT芯片生产线,首列基于自主IGBT的变流器在无锡2号线装车

  • 2015  基于自主器件的牵引变流器在城轨海外项目及机车项目批量应用

  • 2018 建成IGBT加速寿命评估试验台和物料技术管理体系

  • 2019 基于自主器件的永磁牵引变流器在天津项目批量应用,在动车领域装车应用

  • 2021 基于自主器件的牵引系统即将在标准地铁示范应用


技术创新:


轨道交通自主IGBT关键技术及应用科技成果实现了自主IGBT系列化产品的成功研制和高可靠批量应用,实现了4项技术创新:


  • 提出了一种IGBT“U”型元胞结构、高稳定半绝缘多晶硅(SIPOS)终端结构,提高抗闩锁能力,拓宽了安全工作区,提升了短路耐受能力,解决了高压IGBT高耐压、低损耗和高可靠性难以协调的技术难题;

  • 提出一种IGBT模块内部衬板焊接的封装方法,攻克了大面积焊层厚度均匀性差、高温循环焊层易萎缩的技术难题;

  • 创建了一套面向工程化的IGBT应用寿命评估和物料可靠性保障技术体系,降低器件早期失效率,改善IGBT器件浴盆曲线,保障和提升了自主IGBT应用寿命及可靠性;

  • 建立了基于机电热磁多场耦合的自主IGBT模型,攻克了变流器结构强度、冷却散热、噪声控制和电磁兼容的技术难题,开发了满足轨道交通多电压制式、多功率等级的高功率密度变流器平台。

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