[深度解析] 理想最新XPM增程專用雙電控一體式功率模塊全景解析：為什么增程驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不能照搬HPD功率模塊？

導(dǎo)語

這次想聊的，是理想 XPM 增程功率模塊，全稱eXtender Power Module，是一款面向雙增程+驅(qū)動(dòng)場景的雙電控功率模塊解決方案。

本文主要基于今年 7 月 TMC2026 國際動(dòng)力系統(tǒng)年會(huì)上，理想汽車動(dòng)力驅(qū)動(dòng)電力電子開發(fā)總監(jiān)袁寶成老師的公開分享，并結(jié)合個(gè)人對增程工況和功率模塊設(shè)計(jì)取舍的理解，做一次學(xué)習(xí)性的整理，以觀其團(tuán)隊(duì)背后的設(shè)計(jì)思考和方法，希望有所幫助。

為什么對這款XPM很感興趣？其實(shí)我在文章標(biāo)題已經(jīng)說明：理想最新 · XPM增程專用 · 雙電控 · 一體式功率模塊，定語很多、但沒有一個(gè)多余。|備注：有幸現(xiàn)場聽了袁老師報(bào)告，想說的是，我們這個(gè)行業(yè)真的很有趣

具體來說：理想在這里不是把兩個(gè)功率模塊簡單合在一起，而是從增程發(fā)電這個(gè)特定工況出發(fā)，把芯片面積、Diode/IGBT 面積比、陶瓷基板、直流端子、冷板、產(chǎn)線節(jié)拍和電控系統(tǒng)成本一起重新算了一遍。

增程系統(tǒng)和普通主驅(qū)逆變器不一樣：發(fā)動(dòng)機(jī)主要用來發(fā)電，電機(jī)模式只在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)等短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)。回到回到功率模塊里來看，功率模塊里 IGBT 和 Diode 承擔(dān)電流的方式，與傳統(tǒng)電驅(qū)模塊有明顯差異。如果仍然照搬通用 HPD 半橋模塊，就會(huì)出現(xiàn) IGBT 過設(shè)計(jì)、二極管不足、陶瓷基板浪費(fèi)、冷板和電控結(jié)構(gòu)被迫放大的問題。

所以，我們可以把理想的 XPM 看成一個(gè)“場景定義模塊”的樣本：

• 先識別增程發(fā)電的真實(shí)電流路徑，

• 再重配芯片面積，隨后把三相全橋、傳感器磁芯、全疊層端子和集成冷板壓進(jìn)同一個(gè)制造邊界里；

• 最后，它的收益不是只留在模塊內(nèi)部，而是繼續(xù)穿透到電控長度、重量、銅排、PCB、冷板制造和生產(chǎn)投資。

這篇文章我會(huì)沿著下面這幾個(gè)問題展開：

• 為什么增程發(fā)電不能直接用通用主驅(qū)模塊？XPM 如何重新分配 IGBT 和 Diode？

• 為什么三相一體陶瓷基板能降低成本？

• 全疊層端子怎樣把系統(tǒng)寄生電感壓到 10-14nH？

• 集成冷板為什么比看起來更重要？

• 以及這套方案背后真正的關(guān)鍵詞：全鏈條 DFMA，怎么構(gòu)成閉環(huán)？

目錄

01 核心觀察：XPM不是普通雙模塊合并

02 增程發(fā)電為什么不能照搬通用HPD模塊？

03 芯片面積與Diode/IGBT比例：成本和效率要一起算

04 三相一體式陶瓷基板：面積降下來，封裝才有機(jī)會(huì)重排

05 全疊層直流端子：10-14nH不是小修小補(bǔ)？

06 集成冷板短了30mm，真正收益在制造鏈？

07 電控系統(tǒng)收益：模塊變小以后，殼體、銅排和PCB一起變短

08 全鏈條DFMA：XPM真正回答的是制造費(fèi)用問題？

09 總結(jié)：增程模塊會(huì)從通用模塊選擇走向場景定義

01 核心觀察：XPM不是普通雙模塊合并

開始前先把 XPM 的對象講清楚。

它支持 IGBT 和 SiC 兩種版本，結(jié)構(gòu)上把兩個(gè)全橋集成在一塊水冷板上，模塊尺寸為 190mm x 90mm x 25.75mm。IGBT 版本里，驅(qū)動(dòng)模塊可覆蓋 430V/540Arms 和 800V/320Arms，發(fā)電模塊可覆蓋 430V/280Arms 和 800V/170Arms。

這些指標(biāo)背后，有幾個(gè)直接收益：

• 相對上一代雙 HPD 方案，IGBT 芯片面積降低 51%，F(xiàn)RD 芯片面積降低 33%，模塊長度降低 120mm，降幅約 38%；

• 進(jìn)一步放到電控里，長度可降低近 200mm，重量降低約 1.8kg。

但這里我們不想把它只理解成尺寸壓縮，尺寸只是結(jié)果，真正的起點(diǎn)是理想對增程工況的重新定義。我們第一性原理思考這個(gè)問題：增程車不是讓發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械直驅(qū)車輪，而是讓發(fā)動(dòng)機(jī)作為發(fā)電源。因此，發(fā)電模塊長期工作的電流路徑，和傳統(tǒng)電驅(qū)主逆變器不一樣。

02 增程發(fā)電為什么不能照搬通用HPD模塊

判斷 XPM 的技術(shù)價(jià)值，先不要從冷板和端子看，要先看電流到底怎么走。增程車?yán)铮l(fā)動(dòng)機(jī)主要用來發(fā)電，電機(jī)模式更多發(fā)生在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)等短時(shí)間窗口。也就是說，發(fā)電模式才是這顆模塊的主要使用場景。

• 在電動(dòng)模式下，大部分時(shí)間電流經(jīng)過 IGBT，Diode 只在較短時(shí)間內(nèi)承擔(dān)續(xù)流，而且主要集中在中小電流區(qū)間;

• 發(fā)電模式正好相反，大部分電流會(huì)流過 Diode，IGBT 的導(dǎo)通時(shí)間反而變短。

這個(gè)差異決定了：如果把普通主驅(qū)模塊直接拿來做增程發(fā)電，IGBT 面積很容易過設(shè)計(jì)。

IGBT 過設(shè)計(jì)不只是成本問題，還會(huì)反過來惡化性能:

• 芯片面積大，驅(qū)動(dòng)所需電荷更大，每次開關(guān)都要付出更高驅(qū)動(dòng)損耗；

• 輸出電容也會(huì)更大，在中小負(fù)載下開關(guān)損耗更難壓。

換句話說，“多放 IGBT 芯片更保險(xiǎn)”在這個(gè)場景里不一定成立，甚至可能是錯(cuò)誤方向。

所以 XPM 的第一個(gè)技術(shù)動(dòng)作，就是重新分配 IGBT 和 Diode 面積：

• IGBT 面積相比標(biāo)準(zhǔn) HPD 明顯減少，印象中袁老師提到理想因此從三顆芯片降到一顆芯片；Diode 則因?yàn)榘l(fā)電模式長時(shí)間承流，需要適當(dāng)增加面積來降低導(dǎo)通損耗。

• 但 Diode 也不能無限加大，這是因?yàn)椋篋iode 面積過大，反向恢復(fù)損耗會(huì)增加，也會(huì)抬高 IGBT 開通損耗。

因此，最終合理方案不是單邊放大，而是在 Diode 導(dǎo)通損耗、反向恢復(fù)、IGBT 開通損耗、電流能力和成本之間找平衡。