ZFの取締役会のメンバーであり、電動パワートレイン・テクノロジー事業部を担当するシュテファン・フォン・シュックマンは次のように述べています。「eモーターの効率、ピークパワー、手頃なコスト、拡張性およびモジュール性の向上はEモビリティ市場で成功するための重要な鍵です。インバーターは、ソフトウェア業界と半導体の革新が車両ハードウェアや統合ノウハウと出会う場所です。そしてこれは、将来的な差別化が行われる場所なのです」。

モジュラー型で拡張可能なインバーター・アーキテクチャ

ZFは、自動車メーカーに400Vと800V両方で柔軟性を提供し、かつ拡張性の高いモジュラー型インバーター・アーキテクチャを開発しました。

インバーター・モジュラー・プラットフォームは、事前に定義された半導体に依存しません。また、半導体分野の将来のトレンドにも備えながら、シリコンからSiCへの移行中の自動車メーカーをサポートします。

半導体およびソフトウェアの分野でのZFの革新

ZFは数十年にわたって代替パワーユニット技術への移行に取り組んでおり、電動ドライブシステムの設計から次世代半導体に関連するソフトウェアの最適化まで、電動ドライブに関する深い知識を保有しています。

インバーターの効率とピーク電力は、パワー半導体の特性だけでなく、ソフトウェアによっても大部分を定義されますが、インバーター技術と制御ソフトウェアの調整は重要であり、複数のフィードバックによって達成されます。ここでは、インバーターハードウェアがソフトウェアに情報（電流、温度、DCリンク電圧など）を提供し、パルスパターンやスイッチング戦略をリアルタイムで最適化し、効率やピーク電力を向上させます。特にSiCベースのシステムにおいて、ZFは半導体構成から最大限の可能性を引き出すためのパワー半導体の境界条件と制御ソフトウェアのリンクを最適化するソリューションを見出しました。

前述のとおり、インバーターは電動ドライブシステムを制御する頭脳です。例えば、人体においてスポーツや音楽演奏などの訓練により、筋肉や脳が通常よりも効率的に反応することができるように、インバーターもそれが可能です。最も洗練しかつ速い方法で電動ドライブを動かすことができるのです。

インバーター内の制御基盤は、インバーター・ソフトウェアのホームです。車両の指令が制御信号に従って、パワー半導体を動かすドライバーボードのさまざまなデジタル制御信号に変換されます。 ゲートドライブ技術は、パワー半導体に関連して電気自動車の安全機能、性能、効率、レンジに影響があるため、インバーターの重要なコンポーネントの1つです。

当社の次世代インバーターは、これらのハードウェアおよびソフトウェアの最適化機能をお客様に提供し、パワー半導体のより速いスイッチング時間とより優れた短絡保護などを実現します。 ZFは、単独でまたはWOLFSPEEDなどの強力なパートナーと協力して、この分野で重要な知識を蓄積してきました。

電圧や半導体に関する非常に拡張性の高いアプローチに加えて、インバーター用ソフトウェアや半導体を巧みに活用することで、新規電動ドライブの開発時間を最大50％短縮できる「モジュラーeDriveキット」を発表しました。これは当社のシステムソリューション、部品、ソフトウェア制御といったEモビリティチームのノウハウすべてをフレキシブルかつモジュール型のプラットフォームに世界で初めてまとめたものです。

電動化のエキスパート

「業界が電動化と環境を向上させるゼロエミッションの目標に急速に向かっているため、ZFは専門知識に加え、変革を加速させる独自のソフトウェアとゲートドライブ機能を保有しています。より高速で安全な短絡保護から、パワー半導体の性能最大化を実現するゲートドライバーまで、ZFは業界や社会のニーズに対応します。」とフォンシュックマンは強調しました。

これらのインバーターの革新は、2025年までに生産準備が整う次世代電動ドライブに向けてすでに準備が整っています。