用于电动汽车冷却热管理的解决方案

改进动力总成热管理的先进材料是提高电动汽车效率和可靠性的关键。

 

2024年2月12日,作者:连贯高意

动力总成热管理

电动汽车(EV)可能并不像某些人想象的那么“凉快”。特别是电动汽车牵引逆变器会产生大量热量。该电路将电池提供的直流电转换为牵引电机(为车轮提供动力)所需的交流电。

如果牵引转向器中的电子材料运行过热,则降低其运行效率。另外,在高温下运行会消耗这些电子材料的因此持续并降低其可靠性。冷却该电路成为电动汽车设计中的一个重要因素。挑战如何使用谨慎思考、可靠且简洁的冷却系统来实现这一目标,增加重量会降低车辆效率和行驶里程。

 

传统动力冷却总成

通过通常将电源电子材料和其他发热部件安装在水冷主板上来实现冷却。这可以转移热量,从而冷却电子材料。目前,大多数底板由铜或铝制成。铜的导热性良好,这意味着它可以有效地从其来源带走热量。铝的热导率比铜低,但重量轻。所以就可以减轻重量。

然而,这两种金属都不是理想的底板材料。造成这种情况的主要原因是,这两种材料在受热时的膨胀率与牵引器中封装的硅或硅碳化物电子材料的膨胀率不同。这种膨胀不均匀会给电源电子材料封装带来机械故障。它会导致电子材料变形,最终导致封装变形。

 

改善热管理

理想的主轴材料应具有高导热性,并且与电子材料封装的热膨胀特性高度相匹配。如果材料机械强度高且坚固、耐腐蚀、重量轻,并且还减少或消除对水套的需要,这也是一个优势。转扭转会降低某些应用在这方面的扭转器的重量和尺寸。

相干公司开发了多种反应烧结 Si/SiC (RBSiC) 配方,满足各种热管理应用的要求。例如,一些反应烧结 Si/SiC 配方具有较高的导热率 – 与铜类似或多个铜。最重要的是,它们的热膨胀特性可以进行定制,以匹配电子封装封装基板材料(例如 AlN 或 Si₃N₄)的热膨胀特性。表明测试,用 Coherent RBSiC制成的底板可显着减少封装翘曲。

除此之外,这种RBSiC还具有理想的物理特性,包括高机械强度和硬度。因此其耐用且耐磨损、耐损坏,保证有助于阻塞的长期可靠性。它还具有相当强的耐腐蚀性和化学依赖性。最后,我们的RBSiC的密度比铜低,意味着底板重量更轻。这板

由于相干 RBSiC兼具高导热性、比金属的更高的孔径(抗变形能力)以及更好的热膨胀配合,因此大大减少了“导热硅脂泵出”的问题。这种导热硅脂(或称导热膏)有时涂抹在大功率模块封装和模块之间,以确保良好的热接触。但在使用金属底座的情况下,由于机械压力和热循环,导热硅脂会逐渐从其间进行。这会降低冷却效率。

从实用的角度来看,Coherent高意可以将RBSiC主板制造为最终形状的零件。另外,这些主板还可以包括复杂的功能,例如散热片或冷却通道。降低了制造成本。此外,我们以与增材制造技术兼容的形式生产RBSiC。这样工件就能够包含内部结构(如微冷却通道),而省去了额外的加工操作。这进一步降低了生产成本。

 

RBSiC 芯片
RBSiC 芯片

Coherent高意可以轻松制造具有内部和外部散热器片以及内部水流通道等功能的RBSiC主板。

 

相干的RBSiC利用硅动力电子材料为电动汽车提供卓越的热管理解决方案。随着电动汽车制造商逐步采用SiC动力电子材料,这也成为了一个面向未来的解决方案。因为这是SiC动力电子材料本身就能在相应温度下运行,因此需要基板和电子材料封装之间更好地实现的CTE因此匹配。,RBSiC是一种可靠且耐用的材料,可在几年内实现内部保障系统性能。

详细了解相干 RBSiC