近年来,随着全球能源结构的持续优化与“双碳”目标的深入推进,高效节能技术成为工业制造、交通出行及新能源领域发展的核心驱动力。在这一背景下,菱王集团凭借多年在电力电子与电机控制领域的深厚积累,成功自主研发出新一代大功率电控平台,并实现了功率密度体积下降70%的重大突破。这一成果不仅标志着我国在高端电控系统自主化道路上迈出关键一步,也为企业在绿色低碳转型中提供了强有力的技术支撑。
传统的大功率电控系统由于受限于散热效率、器件集成度以及拓扑结构设计等因素,普遍存在体积庞大、重量高、能效偏低等问题。尤其在电梯驱动、轨道交通、新能源汽车和工业变频等应用场景中,空间紧凑性与系统高效性之间的矛盾日益突出。为解决这一行业痛点,菱王自研团队从材料科学、热管理设计、电路拓扑优化和智能控制算法等多个维度协同攻关,历时三年完成了全新一代电控平台的研发。
该平台的核心创新在于采用了宽禁带半导体器件——碳化硅(SiC)MOSFET作为主开关元件。相比传统的硅基IGBT,碳化硅器件具备更高的开关频率、更低的导通损耗和更强的耐高温性能。这使得系统能够在更高频率下运行,从而显著减小滤波电感和电容的体积,直接推动整体装置的小型化。同时,通过多层PCB布局优化与三维堆叠封装技术,将功率模块、驱动电路、传感器和控制单元高度集成,进一步压缩了内部空间占用。
在热管理方面,菱王创新性地引入了微通道液冷+相变材料复合散热方案。该设计利用高导热系数的冷却介质,在极小空间内实现高效的热量导出,确保大功率运行时芯片结温始终处于安全范围。实验数据显示,在满载工况下,新型电控平台的温升比同类产品降低约40%,有效延长了元器件寿命并提升了系统可靠性。
更为重要的是,功率密度的提升并未以牺牲性能为代价。新平台支持高达150kW的连续输出功率,峰值功率可达180kW,响应速度提升至微秒级,动态性能远超行业平均水平。配合自主研发的矢量控制算法与AI自适应调节机制,系统可根据负载变化实时优化电流分配与磁场轨迹,实现更平稳的转矩输出和更高的能量转化效率,综合能效提升达8%以上。
值得一提的是,体积缩小70%带来的不仅是物理尺寸的变化,更是应用场景的极大拓展。以电梯控制系统为例,传统控制柜通常需占用井道旁独立机房或较大壁挂空间,而采用菱王新型电控平台后,可实现无机房化设计或将控制单元直接集成于轿顶或井道壁,大幅节省建筑空间,降低土建成本。在新能源商用车领域,轻量化、小型化的电控系统有助于提升整车续航能力和载货效率,助力运输行业节能减排。
此外,该平台具备良好的可扩展性和兼容性,支持多种通信协议与远程监控功能,能够无缝接入工业物联网体系,为设备智能化运维提供数据基础。未来,菱王还将基于此平台开发系列化产品,覆盖从中小型商用设备到大型重载机械的广泛应用场景。
此次技术突破的背后,是菱王坚持“自主创新、国产替代”战略的集中体现。企业组建了超过200人的研发团队,联合国内顶尖高校与科研机构,构建起涵盖芯片设计、模块封装、系统集成到应用验证的全链条技术体系。截至目前,该项目已申请国内外专利60余项,其中发明专利占比超过70%,形成坚实的技术壁垒。
可以预见,随着新能源、智能制造和智慧城市等新兴产业的快速发展,对高性能电控系统的需求将持续攀升。菱王此次实现功率密度体积下降70%,不仅刷新了行业技术标杆,也为我国高端装备制造业的转型升级注入新动能。未来,企业将继续深耕核心技术研发,推动更多“卡脖子”环节的突破,助力中国智造走向世界舞台中央。
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