Varmespredningsmetode for IGBT Power Module
for nye energikjøretøyer
Hovedårsaken til feil på IGBT-strømmoduler er termisk stress forårsaket av for høy temperatur. God termisk styring er ekstremt viktig for stabiliteten og påliteligheten til IGBT-strømmoduler. Den nye motorkontrolleren for energikjøretøy er en typisk komponent med høy effekttetthet, og effekttettheten øker fortsatt med forbedringen av ytelseskravene til nye energikjøretøyer. Langvarig drift og hyppig veksling av IGBT-strømmodulen i motorstyringen vil generere mye varme. Når temperaturen stiger, vil feilsannsynligheten for IGBT-kraftmodulen også øke betydelig, noe som til slutt vil påvirke ytelsen til motoren og påliteligheten til bildrivsystemet. . Derfor, for å opprettholde den stabile driften av IGBT-kraftmodulen, kreves det en pålitelig varmeavledningsdesign og en jevn varmeavledningskanal for raskt og effektivt å redusere den interne varmen til modulen for å oppfylle kravene til modulens pålitelighetsindeks.
For tiden bruker IGBT-kraftmoduler i bilindustrien generelt væskekjøling for varmeavledning, og væskekjøling er delt inn i indirekte væskekjøling og direkte væskekjøling.
1. Indirekte væskekjøling
Indirekte væskekjøling bruker et flatbunnet varmeavledende underlag. Et lag med varmeledende silikonfett påføres under underlaget, som er tett festet til den væskekjølte platen. Kjølevæsken føres gjennom den væskekjølte platen. Den varmeavgivende banen er chip-DBC substrat-flatbunnet varmeavledende substrat-termisk silisium Fett-flytende kald plate-kjølevæske. Det vil si at brikken er varmekilden, og varmen ledes hovedsakelig til væskekjøleplaten gjennom DBC-substratet, flatbunns varmeavledningssubstratet og termisk ledende silikonfett, og væskekjøleplaten avgir deretter varmen gjennom væskekjøling og konveksjon.
Ved indirekte væskekjøling kommer ikke IGBT-kraftmodulen i direkte kontakt med kjølevæsken, og varmeavledningseffektiviteten er ikke høy, noe som begrenser effekttettheten til kraftmodulen.
2. Direkte væskekjøling
Direkte væskekjøling bruker et stift-type varmeavledningssubstrat. Varmespredningssubstratet som er plassert i bunnen av kraftmodulen, legger til en pin-fin varmeavledningsstruktur, som kan legges direkte med en tetningsring for å spre varme gjennom kjølevæsken. Varmespredningsbanen er chip-DBC substrat-pin varmeavledningssubstrat -Kjølevæske, ingen grunn til å bruke termisk fett. Denne metoden gjør at IGBT-kraftmodulen kommer i direkte kontakt med kjølevæsken, den totale termiske motstanden til modulen kan reduseres med ca. 30%, og pin-fin-strukturen øker varmeavledningsoverflaten kraftig, slik at varmeavledningseffektiviteten er kraftig forbedret , og effekttettheten til IGBT-strømmodulen kan også utformes høyere. For tiden har direkte væskekjøling blitt den vanlige varmespredningsmetoden for IGBT-kraftmoduler i bilindustrien.
