阳光电动力200万里程碑，TPAK逆变砖比手机还小，多款新技术方案预研中

NE时代新能源 · 公众号 · · 2025-01-20 07:00

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2024年12月，阳光电动力完成第200万台产品下线里程碑。与业内诸多电驱动企业不同，阳光电动力更聚焦于电机控制器和车载电源产品领域。

正如阳光电动力副总裁李晨所言，阳光电动力始终坚持做专做精，打造差异化竞争点。作为较早涉足TPAK方案的国产电控企业，阳光电动力已经基于方案推出多款电机控制器产品。 根据NE时代数据统计，今年1-11月，阳光电动力TPAK双电机控制器产品装机量已经超过14万台。

在下线仪式现场，NE时代有幸与阳光电动力团队深入交流，就TPAK技术应用的进展和未来电机控制器、车载电源的方向展开深入探讨。

01.

TPAK，第二增长曲线已成

从MOS到TO247 IGBT，再到TPAK IGBT和TPAK碳化硅，阳光电动力路线其实一脉相承，一直坚持功率器件并联的路线。在回顾阳光电动力选择TPAK路线的初衷时，阳光电动力电控研发副总监杜恩利提到几点。散热效率高、生产自动化、低杂散电感。

温度是制约器件出流能力一个最为重要的因素， 杜恩利介绍，结温能力每增长10度，出流能力增长30-40A 。对应的，电机控制器的散热性能越高，也就意味着出流能力越大。

在模块方案中，多个芯片集成在同一块基板上面，散热面积相对有限，并且还存在热耦合的现象。而在TPAK器件中，芯片单独采用一块基板，散热面积大，相应的散热效率也更高。并且得益于TPAK塑封的封装形式，其器件结温能力也高于模块类产品，目前阳光电动力采用的TPAK器件结温高达185度。

对比模块类产品的市场应用，TPAK的应用还处于早期阶段，目前主要包括特斯拉和吉利汽车在采用TPAK方案。而阳光电动力便是吉利汽车的供应商之一。

针对此现象，杜恩利介绍到，一是由于方案的惯性，模块方案应用较早也较为成熟，TPAK规格则表现较为单一；二是TPAK供应链资源还不够丰富。随着器件规格和供应链的丰富，TPAK方案正拓展更广阔的应用空间。

另外，TPAK器件在与散热器连接工艺方面确实存在一些难度，一般企业没有足够的实力难以攻克相关难题。比如特斯拉所采用的便是银烧结的工艺解决，但该工艺随之又带来了成本偏高的问题，制约了TPAK路线的发展。 为突破上述难题也兼顾成本方面的考虑，经过近两年的研究，阳光电动力选择了软钎焊工艺。 杜恩利现场展示了焊接剖面图，可以看出，整个焊接层可以分为三层。上层TPAK器件与焊料之间会形成一个合金层，中间是焊料层，下方是冷板镀层与焊料形成的合金层。

阳光电动力软钎焊工艺，来源：阳光电动力

但只解决工艺和用料的问题还不够，要想产品领先，产品可靠性上仍要有所保障。

杜恩利从三个方面展开了对比，分别是耐温冲能力、结合强度、导热性能。

由于烧结银熔点为900度，而软钎焊焊料仅为200度。焊料自身特性的差异，使得软钎焊工艺在耐温冲和导热性能方面确实与银烧结工艺存在一定差异。为此阳光电动力进行了2000次以上的温冲实验。实验结果显示，器件与散热器之间分层变化较小。虽然与银烧结的方案相比存在一些差距，但已经远超过了汽车功率模块的要求。

在结合强度方面，软钎焊工艺可满足200kg的推拉力要求，充分满足系统的要求。

除了工艺能力之外，阳光电动力还搭建了从器件到模组再到整体级别的一整套可靠性验证体系，从而保障TPAK方案产品的可靠性。

上述难题的有效攻克，令阳光电动力TPAK电机控制器产品得到市场快速认可。除了目前在混合动力车型中得到大批量应用外，TPAK方案在轻卡领域也将得到应用搭载。李晨表示，2024年阳光电动力TPAK方案产品的营收占比超40%，是增长的关键因素之一。

02.

TPAK Pro，单模组输出峰值达到100kW，逆变砖尺寸长度比iPhone还小

本次阳光电动力还展示了最新的TPAK Pro模组方案，其性能得到大幅加强。电流密度提升40%，结温能力提升至185度（此前175度），同时开关损耗和导通损耗也显著降低。

此外，阳光电动力对工艺进行了进一步升级。采用直接焊接技术降低热阻，采用一体化母排和集成式电容技术提升系统集成度，多层水道设计提升散热能力。

受此带动，单个TPAK器件产品能够输出的功率更高，最高可以达到100kW，输出电流最大可至350A。

电流能力的提升意味着单个控制器所需的器件数量大幅减少。以P1+P3双电机控制器方案为例，此前需要30颗TPAK器件，如今仅需18颗。对应的，功率密度提升约20%，重量减少约0.5kg，焊点数量减少60个，成本降低约10%。

杜恩利透露，在TPAK Pro的加持下，目前基于TPAK方案的双电机控制器系统成本优势已经明显优于同级模块产品。

基于TPAK Pro推出的100kW逆变砖产品，其长度仅为145mm，比iPhone的长度还小1.6mm。

阳光电动力TPAK逆变砖，来源：阳关电动力

不仅如此，得益于TPAK器件组合更灵活的特点，杜恩利认为在碳化硅和IGBT混合方案中，更适合应用TPAK器件。

目前阳光电动力已经推出了碳化硅和IGBT混合的升压式双电机控制器产品，其中升压模块便采用了碳化硅TPAK器件。

在焊接工艺方面，阳光电动力继续采用了现有的工艺平台，即软钎焊工艺。但选择焊料的时候采用了温度更高的材料，以满足碳化硅器件的温度要求。

对于混合驱动技术的未来，杜恩利提到还是需要从成本和收益方面进行评估。

在成本方面，单个碳化硅价格确实高于IGBT。但碳化硅开关频率高，可以做到20-30k，而IGBT只可以做到10-15k，对应的磁性器件能够有所降低。因此评估成本时还需要从系统层面出发。

而在收益方面，碳化硅核心收益在于效率。

经过评估，相比IGBT，碳化硅的效率可以提升约2个百分点。在具体产品方面，以近期上述提到的碳化硅升压、IGBT驱动和发电的双电机控制器方案来看，效率收益大约提升1个百分点，但成本增加并不明显。

03.

新方案剧透，单MCU，AI

阳光电动力研发中心总监王辉认为，集成式多合一在乘用车领域趋势明显。NE时代数据也表明，2024年多合一的市场份额占比也超过了20%，单月占比甚至突破了25%。

在多合一产品的带动下，单MCU的控制方案也开始逐步得到应用，目前包括英飞凌、瑞萨等MCU企业也推出了相应的MCU产品。

与现有的嵌入式算法相比，单MCU方案应用之后，软件标准化程度将进一步提升。增加底层软件驱动，预留标准化接口，甚至未来会出现一些应用软件模块的标准化接口。实际应用时，只需根据实际的功能需求配置相应的算法模块即可。届时，在标准化的催生下，将会产生多种商业模式，Tier1单独通过某个或某几个算法包获得收益或许将成为可能。不仅在英飞凌3系列，在TI C2000上已经推出标准化接口，也和主机厂进行了新型的商业合作方式

王辉坦言，在AI应用方面，目前产业化的难度还比较大，阳光电动力还处于探索阶段。一方面是AI应用的场景工业化还有一段路程要走，目前主要应用在一些寻优设计方案上。另一方面目前的MCU硬件资源也无法支持AI模型，随着英飞凌4系列的出现， 在英飞凌4系列中寿命预测和诊断有可能成为未来AI的主要应用方向。

04.

6.1kW/L，首次发布单级式氮化镓OBC&DCDC产品

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