Phương pháp tản nhiệt của mô-đun nguồn IGBT
cho phương tiện sử dụng năng lượng mới
Nguyên nhân chính gây ra lỗi của mô-đun nguồn IGBT là do ứng suất nhiệt do nhiệt độ quá cao. Quản lý nhiệt tốt là cực kỳ quan trọng đối với sự ổn định và độ tin cậy của mô-đun nguồn IGBT. Bộ điều khiển động cơ phương tiện sử dụng năng lượng mới là một thành phần có mật độ công suất cao điển hình và mật độ công suất vẫn đang tăng lên cùng với việc cải thiện các yêu cầu về hiệu suất của phương tiện sử dụng năng lượng mới. Hoạt động lâu dài và chuyển đổi thường xuyên của mô-đun nguồn IGBT trong bộ điều khiển động cơ sẽ tạo ra rất nhiều nhiệt. Khi nhiệt độ tăng, xác suất hỏng hóc của mô-đun nguồn IGBT cũng sẽ tăng 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 ô tô. . 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 để đáp ứng các yêu cầu của chỉ số độ tin cậy của mô-đun.
Hiện tại, 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 chất nền tản nhiệt có đáy phẳng. Một lớp mỡ silicon dẫn nhiệt được bôi dưới lớp nền, 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. Đường dẫn tản nhiệt là chất nền tản nhiệt đáy phẳng chip-DBC chất nền tản nhiệt silicon Chất làm mát tấm lạnh chất lỏng. Nghĩa là, chip là nguồn nhiệt, nhiệt chủ yếu được dẫn đến tấm làm mát chất lỏng thông qua đế DBC, đế tản nhiệt đáy phẳng và mỡ silicon dẫn nhiệt, sau đó tấm làm mát chất lỏng sẽ thải nhiệt qua làm mát và đối lưu chất lỏng.
Trong 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 chất nền tản nhiệt dạng pin. Chất nền tản nhiệt nằm ở dưới cùng của mô-đun nguồn có thêm cấu trúc tản nhiệt dạng chốt, có thể được bổ sung trực tiếp bằng vòng đệm để tản nhiệt qua chất làm mát. Đường tản nhiệt là đế tản nhiệt chip-DBC-pin-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 chốt 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. Hiện nay, làm mát bằng chất lỏng trực tiếp đã trở thành phương pháp tản nhiệt chủ đạo cho các mô-đun nguồn IGBT cấp ô tô.
