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導熱界面材料在IGBT模塊上的應用


相對于燃油車,新能源汽車多了“三電”,也就是其最核心技術: 電驅動,電池,電控。 

今天,川哥要和大家講的是電車里的核心“CPU”--電控中的IGBT   

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IGBT及其重要性


作為電動汽車第二關鍵零組件IGBT是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應管)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。 


IGBT本質上 是一個很多個電路開關的組合 ,它沒有放大電壓的功能, 導通時可以看做導線,斷開時當做開路。


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、汽車加速能力和最高時速澳门马会传真13262CC-13262cc马会传真论坛网-马会传真论坛13262Com-马会传真576969con-www13262com马会传真等,重要性不言而喻。


我們可以理解為,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


IGBT模塊是由IGBT與FWD(續流二極管芯片)通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導體產品, 屬大功率半導體元器件


一般情況下,IGBT模塊需要承受幾百安的電流每秒開關達到上千次,損耗較大。且其與電機、引擎等位于空間密閉的汽車前車倉內,熱量較為集中。


IGBT不怕短路,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。 


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, 高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?


澳门马会传真13262CC-13262cc马会传真论坛网-马会传真论坛13262Com-马会传真576969con-www13262com马会传真 目前電機控制器常用的散熱方式有傳導散熱,間接水冷。

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電機控制器拆解圖

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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。


澳门马会传真13262CC-13262cc马会传真论坛网-马会传真论坛13262Com-马会传真576969con-www13262com马会传真 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。


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主殼體的水道造型


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

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IGBT模塊背面的導熱硅脂


有了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。  


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-40~200℃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。


為滿足市場需求,傲川開發了多款性能不同的導熱硅脂,導熱系數范圍1.0~5.0 W/m.k。


一圖了解傲川TG系列產品性能參數(點擊可放大):


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傲川TG系列導熱硅脂


隨著新能源汽車行業的快速發展,電機控制器各零部件得到了不同程度的改進,相信IGBT模組的散熱能力也會大幅改善,IGBT也能發揮其最佳的性能。
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