理想LPM高壓碳化硅功率模塊首次亮相：性能、空間、質(zhì)量全方位突破

在第17屆國(guó)際汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)年會(huì)（TMC2025）上，理想汽車(chē)面向行業(yè)首次公開(kāi)了自主研發(fā)3年半的高壓碳化硅（SiC）功率模塊——LPM（Li Power Module）。該產(chǎn)品將于7月搭載在全新旗艦純電車(chē)型理想i8首發(fā)上市，并計(jì)劃后續(xù)應(yīng)用于全系純電平臺(tái)車(chē)型。

LPM模塊的核心優(yōu)勢(shì)在于系統(tǒng)能效的深度提升。理想技術(shù)團(tuán)隊(duì)聚焦"系統(tǒng)寄生電感"這一慣常被忽視的能耗來(lái)源，通過(guò)多項(xiàng)創(chuàng)新手段，將電流回路的等效串聯(lián)電感（ESL）優(yōu)化到約10nH，較行業(yè)主流水平下降了50%。

這一成果的背后，是包括半橋內(nèi)部電氣架構(gòu)優(yōu)化、無(wú)端子高壓連接、精密AMB直接激光焊接工藝以及三維空間疊層母排方案等多項(xiàng)技術(shù)的集成應(yīng)用，有效縮小了電流環(huán)路面積。以理想i8為例，得益于LPM模塊，整車(chē)在應(yīng)用SiC技術(shù)本身帶來(lái)6%（約40公里）的續(xù)航提升基礎(chǔ)上，又額外增加約1%（約7公里）的續(xù)航增益，實(shí)現(xiàn)了總續(xù)航7%的顯著提升。

在結(jié)構(gòu)創(chuàng)新方面，理想汽車(chē)打破傳統(tǒng)功率模塊設(shè)計(jì)思路，通過(guò)獨(dú)創(chuàng)的模塊體“內(nèi)部開(kāi)窗”方案，取消了傳統(tǒng)外露功率端子和螺栓連接。大電容和銅排能夠在模塊體內(nèi)精準(zhǔn)嵌套，使得功率模塊占用面積縮小一半，縱向尺寸減少40mm，為后排乘客騰挪出了更多的頭部與腿部空間。這一設(shè)計(jì)不僅需要功率模塊、電機(jī)控制器與電驅(qū)動(dòng)總成的跨領(lǐng)域開(kāi)發(fā)協(xié)同，還需攻克如塑封開(kāi)窗邊緣穩(wěn)定性、超薄覆銅基板多點(diǎn)激光焊等制造難題。

在質(zhì)量管理方面，理想構(gòu)建了從芯片到整車(chē)覆蓋全鏈路的精密制造體系。通過(guò)芯片級(jí)激光焊接、模塊級(jí)潔凈度把控及整車(chē)級(jí)可靠性驗(yàn)證，結(jié)合高于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的加速老化測(cè)試、多維視覺(jué)/電測(cè)檢測(cè)與高度自動(dòng)化產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)與高品質(zhì)的統(tǒng)籌兼顧。目前，理想位于蘇州斯科的半導(dǎo)體基地已建成投產(chǎn)，規(guī)劃總投資10億元，支持800V高壓平臺(tái)車(chē)型規(guī)?；涞亍?/p>

此次理想汽車(chē)的技術(shù)突破，也反映出行業(yè)對(duì)高端功率模塊深度布局的趨勢(shì)。例如東風(fēng)汽車(chē)與芯聯(lián)集成合作開(kāi)發(fā)了采用雙面散熱技術(shù)的SiC模塊，效率突破99%；比亞迪依托自研IGBT 4.0芯片，不斷提升模塊集成度，最新模塊體積功率比達(dá)到0.35kW/cm3。特斯拉Model 3/Y則通過(guò)單管芯片封裝實(shí)現(xiàn)了高集成與高性能。

隨著車(chē)企與芯片企業(yè)協(xié)作深化，技術(shù)進(jìn)步正在加快。理想與中車(chē)時(shí)代半導(dǎo)體合作的XPM增程功率模塊計(jì)劃2026年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，對(duì)應(yīng)400V-800V全電壓平臺(tái)適配；與三安光電合資的湖南基地則專(zhuān)注SiC襯底材料研發(fā)，布局年產(chǎn)60萬(wàn)片碳化硅晶圓，為高壓平臺(tái)車(chē)型提供材料保障。

雖然SiC功率模塊優(yōu)勢(shì)突出，但成本和可靠性依然是行業(yè)挑戰(zhàn)。目前SiC襯底價(jià)格為傳統(tǒng)硅基器件的5至8倍，同時(shí)車(chē)規(guī)級(jí)模塊需經(jīng)長(zhǎng)周期可靠性測(cè)試。理想通過(guò)建立仿真驗(yàn)證平臺(tái)和失效分析實(shí)驗(yàn)室推進(jìn)加速測(cè)試，模擬10年使用場(chǎng)景驗(yàn)證產(chǎn)品可靠性。與此同時(shí)，上汽、廣汽等整車(chē)企業(yè)也開(kāi)始嘗試SiC與IGBT的混合封裝方案，探索成本和性能的最優(yōu)平衡。

展望未來(lái)，雙面散熱封裝、三維集成設(shè)計(jì)和芯片級(jí)智能驅(qū)動(dòng)成為行業(yè)創(chuàng)新重點(diǎn)。例如東風(fēng)的雙面散熱模塊可降低熱阻30%以上；特斯拉通過(guò)減少內(nèi)部互連環(huán)節(jié)提升系統(tǒng)可靠性與性能。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，下一代功率模塊將在集成度、熱管理能力和系統(tǒng)成本控制等方面持續(xù)取得突破。