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导热界面材料在IGBT模块上的应用

作者: 兆科 编辑: 导热材料 来源: https://www.drmfd.com 发布日期: 2021.06.22
信息摘要:
现如今为了达到节能和环保的目的,汽车技术正朝着车辆节能化、能源多元化、动力电气化及排放清洁化的方向发展。发展代用节能汽车、代用燃料汽车与电动…

        现如今为了达到节能和环保的目的,汽车技术正朝着车辆节能化、能源多元化、动力电气化及排放清洁化的方向发展。发展代用节能汽车、代用燃料汽车与电动汽车已是大势所趋。新能源汽车,尤其是电动汽车成为发展的重点。相对于燃油车,新能源汽车多了“三电”,也就是其核心技术: 电驱动,电池,电控。 今天,小编要和大家讲的是电车里的核心“CPU”--电控中的IGBT 。  

图片_副本

IGBT及其重要性

   1、作为电动汽车关键零组件,IGBT是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型-电压驱动式-功率半导体器件,具有自关,断的特征。 

2、IGBT本质上是一个很多个电路开关的组合 ,它没有放大电压的功能, 导电通时可以看做导线,断开时当做开路。

3、在新能源汽车领域,IGBT作为电控系统和直流充电桩的核心器件, 直接影响电动车功率的释放速度、汽车加速能力和高时速等,重要性不言而喻。

4、IGBT的寿命及稳定性直接影响电动汽车的安全性,其性能直接决定了电动汽车的续航里程。

结构图

IGBT模块散热方案

1、IGBT模块是由IGBT与FWD(续流二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品, 属大功率半导体元器件。

2、一般情况下,IGBT模块需要承受几百安的电流, 每秒开关达到上千次,损耗较大。且与电机、引擎等位于空间密闭的汽车前车仓内,热量较为集中。

3、IGBT不怕短路,但特别“怕热”。 如果温度超过其结温125℃,会导致模块烧毁,影响整车的运行。 

4、温度特性是IGBT模块产品设计和可靠性评估中的重要指标,为大幅提高其功率密度、散热性能与长期可靠性,有效的散热方案尤其重要。

散热图

那么,导热界面材料是如何提高IGBT散热效率的呢?

目前电机控制器常用的散热方式有传导散热,间接水冷。

间接水冷:其主要特点是金属壳体上需要设计水道,水流与IGBT不进行任何接触。IGBT散发出的热量需要通过其下部的金属平板,依靠传导方式将热量传递给壳体外侧的冷却水进行散热。再利用导热界面材料的填充,发热源和散热器间的接触面将充分接触, 可大幅度降低界面热阻,显著提高散热效果,减少电气损失。为减少热源和水路的热阻, 提高模组的导热效率,通常需要在IGBT模组与冷片之间的刚性界面涂抹导热硅脂 。导热硅脂属单分子导热界面材料,具有优异的导热性和良好的电气绝缘性能,可在-45~200℃范围内使用,化学性能稳定, 无味、无毒,对基材无任何腐蚀性。除此之外,其热阻低,可靠性佳,长时间暴露在高温环境下不会挥发硬化,是新能源汽车IGBT散热的不二之选。

导热硅脂18

             为了直观地了解TIG780导热硅脂 材料,下面是相关的产品参数表,以供参考:

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