現如今為了達到節能和環保的目的,汽車技術正朝著車輛節能化、能源多元化、動力電氣化及排放清潔化的方向發展。發展代用節能汽車、代用燃料汽車與電動汽車已是大勢所趨。新能源汽車,尤其是電動汽車成為發展的重點。相對于燃油車,新能源汽車多了“三電”,也就是其核心技術: 電驅動,電池,電控。 今天,要和大家講的是電車里的核心“cpu”--電控中的IGBT。
IGBT及其重要性
1、作為電動汽車關鍵零組件,IGBT是由BJT(雙極型三級)和MOS(絕緣柵型效應)組成的復合全控型-電壓驅動式-功率半導體器件,具有自關,斷的特征。
2、IGBT本質上是一個很多個開關組合 ,它沒有放大電壓的功能, 導電通時可以看做導線,斷開時當做開關路。
3、在新能源汽車領域,IGBT作為電控系統和直流充電樁的核心器件, 直接影響電動車功率的釋放速度、汽車加速能力和高時速等,重要性不言而喻。
4、IGBT的壽命及穩定性直接影響電動汽車的安全性,其性能直接決定了電動汽車的續航里程。
IGBT模塊散熱方案
1、IGBT模塊是由IGBT與FWD(續流二管芯片)通過特定的電路橋接封裝而成的模塊半導體產品, 屬大功率半導體元件器件。
2、一般情況下,IGBT模塊需要承受幾百安的電, 每秒開關達到上千次,損耗較大。且與電機、引擎等位于空間密閉的汽車前車倉內,熱量較為集中。
3、IGBT不怕短住路,但特別“怕熱”。 如果溫度超過其結溫125℃,會導致模塊燒毀,影響整車的運行。
4、溫度特性是IGBT模塊產品設計和可靠性評估中的重要指標,為大幅提高其功率密度、散熱性能與長期可靠性,有效的散熱方案尤其重要。
那么,導熱界面材料是如何提高IGBT散熱效率的呢?
目前電機控制器常用的散熱方式有傳導散熱,間接水冷。
間接水冷:其主要特點是金屬殼體上需要設計水道,水流與IGBT不進行任何接觸。IGBT散發出的熱量需要通過其下部的金屬平板,依靠傳導方式將熱量傳遞給殼體外側的冷卻水進行散熱。再利用導熱界面材料的填充,發熱源和散熱器間的接觸面將充分接觸, 可大幅度降低界面熱阻,顯著提高散熱效果,減少電氣損失。為減少熱源和水路的熱阻, 提高模組的導熱效率,通常需要在IGBT模組與冷片之間的剛性界面涂抹導熱硅脂 。導熱硅脂屬單分子導熱界面材料,具有優異的導熱性和良好的電氣絕緣性能,可在-45~200℃范圍內使用,化學性能穩定, 無味、無毒,對基材無任何腐蝕性。除此之外,其熱阻低,可靠性佳,長時間暴露在高溫環境下不會揮發硬化,是新能源汽車IGBT散熱的不二之選。
責任編輯:tzh
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