IGBT功率模块失效的主要原因是温度过高导致的热应力,良好的热管理对于IGBT功率模块稳定性和可靠性极为重要。新能源汽车电机控制器是典型的高功率密度部件,且功率密度随着对新能源汽车性能需求的提高仍在不断提升。电机控制器内IGBT功率模块长时间运行以及频繁开闭会产生大量热量,伴随着温度的升高,IGBT功率模块的失效概率也将大幅增加,随后将影响电机的输出性能以及汽车驱动系统的可靠性。因此,为维持IGBT功率模块的稳定工作,需要有可靠的散热设计与通畅的散热通道,快速有效地减少模块内部热量,以满足模块可靠性指标的要求。哪家的IGBT液冷比较好用点?广东品质保障IGBT液冷厂家
双面水冷IGBT及散热器模块本文设计的双面水冷IGBT及散热器方案主要包括6个双面水冷IGBT及配套设计的散热器,另外在高压端设计了绝缘支架,可以起到对端子的固定和保护作用,另一方面可以实现和端子与散热器之间的绝缘。本设计方案选择的双面水冷IGBT如图2所示。其包括两个直流输入端子、一个交流输出端子和相应的低压端子。两个直流端子分别与电机控制器内母线电容的正负极相连接,交流输出端子与电机的三相输入端子相连接,低压端子直接与驱动控制电路板焊接。双面水冷IGBT封装的正反两面均附有两个表面镀铜的散热表面,两个散热表面与散热器之间填充导热材料后,可实现对IGBT的双面冷却。福建耐高温IGBT液冷厂家IGBT液冷,就选正和铝业,让您满意,欢迎新老客户来电!
液冷仿真优化结果:通过仿真结果可以明显看出,无齿设计的方案一冷流在冷板内并未充分散开,换热效率低下导致冷板温度高;采用圆柱齿的方案二,散流效果明显好于方案一,但整体扰流效果不好,还是导致冷板温度相对高;在此基础上改进的交错排列圆柱齿的方案三,对比前一方案温度明显降低,但温度均匀性稍差,在冷板末端温度偏高;而采用交错排布矩形齿结构的方案4不仅温度降低了15%,且温度分布的均匀性明显好于前者,故方案四较优。
同时,高功率电机通常会适配后驱车型,为了追求车内乘坐空间,电机及电机控制器在整车下的布置空间会非常有限,尤其在纵向方向上的尺寸要求更为苛刻。为此,电驱动系统需采用高度集成式的设计,尽可能减小体积,提高功率密度。本文介绍了一款电机控制器,设计的大功率达到240kW,大输出电流1200A,功率模块选用双面水冷式IGBT,连接形式为6个半桥两两并联,并为IGBT设计了配套的散热器。三相铜排采用叠层母排,U、V、W三根铜排分别用绝缘材料包塑后粘合成一个整体。散热器为叠层母排专门设计了散热结构,能够为IGBT和叠层母排同时进行冷却散热,在保证IGBT不超过温度限值的同时,可以将叠层母排的温度保持在较低水平。在电机控制器整体设计方面,采用集成式设计,可以与电机、减速箱装配为集成式电驱动总成。控制器的布置方式有效降低了电驱动总成在纵向方向上的高度,具有较好的布置可行性与通用性。IGBT液冷,就选正和铝业,欢迎客户来电!
2)散热结构:单面间接散热单面直接水冷双面水冷结构的间接散热结构是将基板与散热器用导热硅脂进行连接,但导热腊散热性较差,根据Semikron公司的《功率半导体应用手册》贡献了芯片到散热器之间50%以上的热阻。单面直接水冷结构在基板背面增加针翅状(PinFin)散热结构,无需导热砖脂,直接插入散热水套中,热阻可降低40%以上。富士的第二代单面直接水冷结构则将基板散热针翅与水套实现一体化,进一步降低30%的热阻,目前英飞凌HP2/HPDrive、三菱电机系列、比亚迪V-215/V315等主流汽车IGBT模块均采用单面直接水冷结构目前双面水冷的结构也开始逐步普遍应用,普遍在芯片正面采用平面式连接并加装Pin-Fin结构实现双面散热,目前代表性的应用包括InfineonHPDSC模块、德尔福Viper模块(雪佛兰Volt)及日立的双面水冷模块(奥迪e-tron)。哪家IGBT液冷的的性价比好?广东品质保障IGBT液冷厂家
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铜排温度升高会增大铜的电阻,造成更高损耗,降低效率;另一方面,铜排的温度会烘烤整个控制器腔体,对其他器件的运行造成影响。更重要的是,温度过高会使铜牌之间的绝缘膜失效,造成严重的绝缘故障,如何解决大功率电机控制器内叠层母排的发热问题是非常重要的。本文采用一种叠层母排散热方案,通过双面水冷散热器的水冷板来对叠层母排进行散热。靠近进液口的水冷板具有低的温度,可以与冷却液的温度保持相近,再加上铝高效的导热,可以有效对叠层母排进行散热。广东品质保障IGBT液冷厂家