用于海上風(fēng)電場(chǎng)電力電子器件的鋁金屬

    研究者將金屬升級(jí)以承受極端環(huán)境

    以柏林Fraunhofer IZM為首的德國(guó)財(cái)團(tuán)正努力增強(qiáng)鋁材的性能，以用在未來(lái)對(duì)耐久性要求非常高的應(yīng)用中。由BMBF資助的HotAL*項(xiàng)目正研究新型鋁合金，由于加工方式的調(diào)整，這種鋁合金可在極端條件下也確保可靠的電氣連接。有了這項(xiàng)技術(shù)，提供諸如海上風(fēng)電場(chǎng)這類(lèi)能源設(shè)施系統(tǒng)解決方案的公司將能夠?yàn)閺?qiáng)大的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)全新的制造工藝，而且可降低維護(hù)需求和總的安裝運(yùn)行成本。

    背景：德國(guó)的創(chuàng)新

    然而，對(duì)于德國(guó)的供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，成本很少是競(jìng)爭(zhēng)的主要因素。相反，除了創(chuàng)新的性能特性之外，可靠性和可用性是確保和不斷提高全球市場(chǎng)接受程度的關(guān)鍵。電子元件與相應(yīng)的設(shè)計(jì)和連接技術(shù)發(fā)揮了關(guān)鍵的作用。德國(guó)的能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略所帶來(lái)的可再生能源電網(wǎng)的日益迅速擴(kuò)大，意味著電力電子產(chǎn)品制造商需要能夠向市場(chǎng)提供可靠的系統(tǒng)。

    在這方面，德國(guó)設(shè)施的高品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)既是優(yōu)勢(shì)也是風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)能源供應(yīng)和驅(qū)動(dòng)器可靠性及可持續(xù)性不斷增長(zhǎng)的需求已經(jīng)為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)帶來(lái)了顯著的挑戰(zhàn)。高性能不僅需要為海上應(yīng)用而實(shí)現(xiàn)，也要擴(kuò)展到滿足“智能電網(wǎng)”的要求。

    雖然鋁是電力電子中一種具有成熟加工工藝的低成本材料，但迄今為止一直不適合在高溫應(yīng)用中使用。HotAL項(xiàng)目是指用于海上風(fēng)電應(yīng)用的經(jīng)高溫優(yōu)化的鋁綁定技術(shù)。該宏大的目標(biāo)是采用創(chuàng)新的材料和加工管理來(lái)改善用于高溫應(yīng)用的電力電子模塊。有可能會(huì)通過(guò)一種新的鋁合金來(lái)實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，其真正潛力將通過(guò)增加回火工藝作為功率模塊組裝過(guò)程的一部分來(lái)最大化。

    聯(lián)盟和項(xiàng)目協(xié)同成員

    該研究項(xiàng)目的聯(lián)盟還包括來(lái)自整個(gè)價(jià)值鏈的代表 - 材料和引線綁定機(jī)制造商、特殊熱處理工藝系統(tǒng)制造商以及完整的系統(tǒng)供應(yīng)商。這項(xiàng)目將為各個(gè)領(lǐng)域的任務(wù)合并，從而為海上應(yīng)用開(kāi)發(fā)基于鋁的創(chuàng)新電力電子產(chǎn)品。除了造福于能源行業(yè)，包括相關(guān)的電子系統(tǒng)供應(yīng)鏈，德國(guó)生產(chǎn)商從可再生能源系統(tǒng)以及機(jī)械和設(shè)備工程中獲得利潤(rùn)。過(guò)去，來(lái)自行業(yè)創(chuàng)新分支的先進(jìn)概念和標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)常被轉(zhuǎn)移或調(diào)整到其他部門(mén)。由于賽米控、F&K Delvotec Bondtechnik和銳德熱力設(shè)備公司(Rehm Thermal Systems)的參與，這個(gè)項(xiàng)目展現(xiàn)出了協(xié)同效應(yīng)，這就是該項(xiàng)目的目的。賀利氏 (Heraeus)和Fraunhofer IZM將為德國(guó)電子行業(yè)材料的選擇性發(fā)展貢獻(xiàn)它們的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。

    *德國(guó)聯(lián)邦教育與研究部（BMBF）自2013年10月1日開(kāi)始資助此聯(lián)合項(xiàng)目，作為2020 ICT項(xiàng)目“用于提高能效的電力電子”的一部分。

圖. 1：鋁綁定線（賀利氏） 圖. 2：功率模塊（賽米控）

    關(guān)于賽米控

    賽米控是全球領(lǐng)先的功率模塊和系統(tǒng)制造商之一。其產(chǎn)品是用于現(xiàn)代高效節(jié)能電機(jī)驅(qū)動(dòng)和工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的中心。其他應(yīng)用領(lǐng)域包括電源，可再生能源（風(fēng)能和太陽(yáng)能）和多用途車(chē)輛。賽米控的創(chuàng)新電力電子產(chǎn)品使其客戶(hù)能夠開(kāi)發(fā)更小，更節(jié)能的電力電子系統(tǒng)。這些系統(tǒng)可以降低全球能源需求。

    賽米控公司是一個(gè)家族式企業(yè)，總部位于德國(guó)紐倫堡。賽米控公司創(chuàng)建于1951年，全球擁有超過(guò)2,800名員工。賽米控在全球共有30家運(yùn)營(yíng)公司，在德國(guó)、巴西、中國(guó)、法國(guó)、印度、意大利、韓國(guó)、斯洛伐克、南非和美國(guó)分別生產(chǎn)基地，能夠快速和全面地為當(dāng)?shù)乜蛻?hù)服務(wù)。作為賽米控集團(tuán)公司之一，SindoPower (新多力)透過(guò)其B2B電力電子門(mén)戶(hù)網(wǎng)站，為來(lái)自全球的客戶(hù)提供多語(yǔ)言的銷(xiāo)售及技術(shù)支持和電子商務(wù)。<