Công nghệ đế tản nhiệt mô-đun nguồn IGBT cấp ô tô

Lý do chính cho sự cố của mô-đun nguồn GBT là ứng suất nhiệt do nhiệt độ quá cao gây ra.Quản lý nhiệt tốt là cực kỳ quan trọng đối với độ ổn định và độ tin cậy của mô-đun nguồn IGBT.Bộ điều khiển động cơ xe năng lượng mới là một thành phần mật độ năng lượng cao điển hình và mật độ năng lượng vẫn đang tăng lên cùng với việc cải thiện các yêu cầu về hiệu suất của xe năng lượng mới.Mô-đun nguồn IGBT trong bộ điều khiển động cơ sẽ sinh ra nhiều nhiệt do hoạt động trong thời gian dài và chuyển mạch thường xuyên.Khi nhiệt độ tăng lên, xác suất hỏng hóc của mô-đun nguồn IGBT cũng sẽ tăng lên đáng kể, điều này cuối cùng sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất đầu ra của động cơ và độ tin cậy của hệ thống truyền động trên xe..Do đó, để duy trì hoạt động ổn định của mô-đun nguồn IGBT, cần có thiết kế tản nhiệt đáng tin cậy và kênh tản nhiệt trơn tru để giảm nhiệt bên trong mô-đun một cách nhanh chóng và hiệu quả nhằm đáp ứng các yêu cầu của chỉ số độ tin cậy của mô-đun.

1. Chức năng và loại đế tản nhiệt của mô-đun IGBT

Chất nền tản nhiệt là cấu trúc và kênh chức năng tản nhiệt lõi của mô-đun nguồn IGBT, đồng thời nó cũng là một thành phần quan trọng có giá trị tương đối cao trong mô-đun.Các tính năng như hệ số giãn nở nhiệt phù hợp, đủ độ cứng và độ bền.

1. Chất nền tản nhiệt kim đồng

Chất nền tản nhiệt kiểu chân cắm bằng đồng có cấu trúc chân cắm, giúp tăng đáng kể diện tích bề mặt tản nhiệt, cho phép mô-đun nguồn hình thành cấu trúc làm mát trực tiếp chân cắm, cải thiện hiệu quả hiệu suất tản nhiệt của mô-đun và thúc đẩy quá trình thu nhỏ mô-đun bán dẫn nguồn.Do các mô-đun bán dẫn công suất cho bộ điều khiển động cơ của phương tiện năng lượng mới có yêu cầu cao về hiệu quả tản nhiệt và thu nhỏ, nên chúng đã được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực phương tiện năng lượng mới.

Dòng quy trình của chất nền tản nhiệt kim đồng được thể hiện trong hình trên.Các bước sản xuất chính bao gồm: thiết kế khuôn mẫu, phát triển và sản xuất, rèn nguội chính xác, đục lỗ tạo hình, gia công CNC, làm sạch, ủ, phun cát, uốn hồ quang, mạ điện, kháng mã truy xuất nguồn gốc hàn / khắc, kiểm tra kiểm tra, v.v.

2. Tản nhiệt đế phẳng bằng đồng

Chất nền tản nhiệt đáy phẳng bằng đồng là cấu trúc tản nhiệt phổ biến cho các mô-đun bán dẫn điện trong lĩnh vực truyền thống.Chức năng chính của nó là truyền nhiệt của mô-đun ra bên ngoài và cung cấp hỗ trợ cơ học cho mô-đun.Sản phẩm này thường được sử dụng trong điều khiển công nghiệp và các lĩnh vực khác, và hiện cũng được sử dụng trong các lĩnh vực mới nổi như sản xuất năng lượng mới và lưu trữ năng lượng.

Quy trình xử lý của đế tản nhiệt đáy phẳng bằng đồng được thể hiện trong hình trên.Các bước sản xuất chính bao gồm: cắt, đục lỗ và tạo phôi, gia công CNC, đục lỗ/làm phẳng phần đầu, phun cát, mạ điện, uốn hồ quang, mặt nạ hàn, kiểm tra kiểm tra, v.v.

2. Phương pháp tản nhiệt của mô-đun nguồn IGBT cấp ô tô

Hiện tại, các mô-đun nguồn IGBT cấp ô tô thường sử dụng làm mát bằng chất lỏng để tản nhiệt và làm mát bằng chất lỏng được chia thành làm mát bằng chất lỏng gián tiếp và làm mát bằng chất lỏng trực tiếp.

1. Làm mát bằng chất lỏng gián tiếp

Làm mát bằng chất lỏng gián tiếp sử dụng đế tản nhiệt đáy phẳng.Một lớp mỡ silicon dẫn nhiệt được bôi dưới đế, lớp này được gắn chặt vào tấm làm mát bằng chất lỏng.Chất lỏng làm mát được đưa qua tấm làm mát bằng chất lỏng.Con đường tản nhiệt là chất nền tản nhiệt đáy phẳng chip-chất nền DBC-chất làm mát tấm nhiệt silicon Mỡ-chất lỏng làm mát.Điều đó có nghĩa là, chip là nguồn nhiệt và nhiệt chủ yếu được dẫn đến tấm làm mát bằng chất lỏng thông qua đế DBC, đế tản nhiệt đáy phẳng và mỡ silicon dẫn nhiệt, sau đó tấm làm mát bằng chất lỏng sẽ thải nhiệt thông qua làm mát và đối lưu chất lỏng.

Khi làm mát bằng chất lỏng gián tiếp, mô-đun nguồn IGBT không tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng làm mát và hiệu suất tản nhiệt không cao, điều này làm hạn chế mật độ năng lượng của mô-đun nguồn.

2. Làm mát bằng chất lỏng trực tiếp

Làm mát bằng chất lỏng trực tiếp sử dụng đế tản nhiệt kiểu pin.Chất nền tản nhiệt nằm ở dưới cùng của mô-đun nguồn bổ sung cấu trúc tản nhiệt dạng vây pin, có thể trực tiếp thêm vòng đệm để tản nhiệt qua chất làm mát.Đường dẫn tản nhiệt là chip-Chất nền DBC-Chất nền tản nhiệt chân -Chất làm mát, không cần sử dụng keo tản nhiệt.Phương pháp này làm cho mô-đun nguồn IGBT tiếp xúc trực tiếp với chất làm mát, khả năng chịu nhiệt tổng thể của mô-đun có thể giảm khoảng 30% và cấu trúc vây chân làm tăng đáng kể diện tích bề mặt tản nhiệt, do đó hiệu quả tản nhiệt được cải thiện đáng kể và mật độ năng lượng của mô-đun nguồn IGBT cũng có thể được thiết kế cao hơn.