丹佛斯DCM1000功率模块的封装技术演进

DCM封装的技术背景和起源

丹佛斯（Danfoss）的DCM（Direct Cooled Module直接冷却模块）是业内首创的一款针对于车规级功率模块的封装设计，其核心创新在于直接水冷散热设计，通过取消传统基板，将功率单元直接焊接在散热器上，显著降低热阻。2016年，丹佛斯推出DCM1000车规级功率模块平台，大批量应用在德国大众汽车上。2022年，丹佛斯硅动力部门和赛米控合并，成立了赛米控丹佛斯公司。通过整合两家公司的优势，DCM1000产品得到进一步的发展，有了IGBT和SiC的版本。凭借领先的电动汽车功率器件的前瞻性设计以及卓越的产品性能，DCM1000封装已经成为高性能电动汽车平台应用的标杆之作。

DCM1000功率模块的封装技术演进

作为Semikron Danfoss的核心产品，DCM1000功率模块的封装技术经历了全面而深入的升级，以满足电动车对高效、高功率密度及高可靠性的需求。

在电压等级方面，DCM1000从最初的750V平台逐步扩展至1200V，适配不同电动车的电压架构，如400V和800V系统。同时，其电流承载能力显著提升，输出电流范围从早期的200A扩展至700A，功率覆盖从100kW到500kW，可广泛应用于混动车型到高性能纯电车型的不同需求。

冷却技术的革新是DCM1000演进的关键一环，从传统的风冷方案升级至创新的ShowerPower 3D直接水冷技术，通过其U型水道设计迫使冷却液形成旋转涡流来更好地进行热交换，再加上并联水道的散热方式，大幅提升了散热效率，降低了热阻。三直流端子设计将功率换向回路分布为对称的两部分，减小了模块的杂散电感，降低了关断时的过电压，提高了直流母线电压利用率。此外，材料创新也推动了模块性能的提升，包括采用DBB（Danfoss Bond Buffer）技术优化电气连接，将功率循环次数提高20倍以上，并能改善顶部垂直电流分布、降低热阻、提高芯片短路能力；以及引入高可靠性的注塑封装材料，增强机械强度和长期稳定性。

在半导体芯片方面，DCM1000从硅基（Si）IGBT逐步向碳化硅（SiC）MOSFET演进，充分发挥SiC器件的高开关频率、低损耗等优势，进一步提升系统效率，满足下一代电驱系统对更高能效和轻量化的需求。

通过DCM1000功率模块实现新能源汽车的系统级优化

DCM1000功率模块通过高集成度设计显著降低系统成本，减少外围组件需求，为客户提供更具成本效益的整体解决方案。其采用SiC技术有效提升能效表现，助力电动车延长续航里程。模块化设计赋予系统更高的灵活性，支持定制化接口配置，大幅缩短客户产品开发周期。基于汽车级认证的工艺和材料，模块在严苛工况下仍保持稳定运行，有效降低全生命周期维护成本。该平台具备出色的扩展性，单一封装即可覆盖从混动到纯电的全系列新能源车型需求。此外，创新的冷却技术简化了热管理系统设计，在提升功率密度的同时降低了工程实现难度，为整车性能优化提供可靠支持。

降低成本

高集成度设计减少外围组件，降低系统整体成本

汽车级可靠性和长寿命，减少全生命周期维护成本

提升性能

SiC技术提高能效，延长电动车续航里程

低杂散电感带来更小的过电压，提高了电压利用率

创新冷却技术优化散热，实现更高功率密度

加速开发

模块化设计支持灵活配置，缩短产品开发周期

标准化接口简化系统集成，降低工程实现难度

增强适应性

单一封装覆盖混动（HEV）至纯电（BEV）全平台需求

汽车级认证确保严苛工况下的稳定运行

兼容扩展性

兼容IGBT与SiC技术，支持技术迭代升级

可扩展架构满足不同功率等级需求

DCM技术平台通过持续创新，为汽车电力电子系统提供了兼顾性能、可靠性和成本效益的优化解决方案，支持了电动车行业的快速发展。