Frá botni-Hliðarkæling til topps-Hliðarkæling: byggingarþróun í raforkukerfum rafbíla
Innbyggður-hleðslutæki (OBC), DC/DC breytir og invertarar eru dæmigerðir íhlutir með miklum-þéttleika í rafknúnum ökutækjum. Eins og EV pallar þróast í átt aðmeiri samþætting, létt hönnun, og 800 V arkitektúr, aflframleiðsla heldur áfram að aukast á meðan tiltækt uppsetningarpláss verður sífellt takmarkað.
Til að draga úr þyngd ökutækis, lengja akstursdrægi og uppfylla kröfur næstu-kynslóðar háspennukerfis-, er aflbúnaði ýtt í átt að meiri aflþéttleika og smærri formstuðlum. Við þessar aðstæður ervarmastjórnun og rafeinangrunarhönnunaf krafttækjum-eins og MOSFET- standa frammi fyrir nýjum áskorunum.
Hvers vegna topp-hliðarkæling verður ákjósanlegur kostur fyrir mikla aflþéttleika
Í hefðbundinni hönnun nota flestir MOSFET-tæki Bottom-Side Cooling (BSC). Dæmigerð hitaleiðni er:
Deyja → Pakki botn → Lóðmálmur lag → PCB → Heatsink / kalt plata
Í þessari uppsetningu er varmi fluttur í gegnum lóðalög og hitauppstreymi inn í PCB og síðan fjarlægður með -botnfestum hitakólfi eða köldu plötu. Þessi aðferð þjáist af nokkrum eðlislægum takmörkunum:
► Löng og flókin hitaleið, sem leiðir til tiltölulega mikillar hitaþols.
► Neðri hlið PCB verður að vera tær fyrir hitauppstreymi, sem takmarkar staðsetningu íhluta.
►Minni plássnýting og aukin heildarstærð PCB.
Í EV OBC, DC/DC breytum og inverterum, þar sem aflþéttleiki heldur áfram að aukast, takmarka þessar skorður sífellt meira kerfis-fínstillingu.
Fyrir vikið er TSC að verða almennur arkitektúr fyrir næstu-kynslóð afltækja og afleiningar.
Helstu kostir topp-hliðarkælingar (TSC)
Í efri-hliðarkælibyggingu er efsta yfirborð MOSFET pakkans í beinni snertingu við kælivökva eða kalda plötu. Hitaleiðin er einfölduð í:
Deyja → Pakkning efst → Kylfi / kaldplata
► Styttri hitaleið og minni hitaþol, þar sem varmi þarf ekki lengur að fara í gegnum PCB
► Hærri leyfileg afldreifing, sérstaklega við mikil skammvinn aflskilyrði
► Tvíhliða-hliða PCB íbúa, þar sem PCB botninn er ekki lengur nauðsynlegur til að fjarlægja hita
► Bætt kerfissamþætting og samhæfni við sjálfvirkni, sem styður fyrirferðarlítinn og mát hönnun
► Skilvirkni-kerfisstigs og kostnaðarávinningur, hentar vel fyrir rafknúin og há-magn rafbíla
Nýjar áskoranir undir TSC: Hitaleiðandi einangrunarhúð
Þar sem aflþéttleiki heldur áfram að aukast verða viðmótsefni að skilahraðari hitasvörun, há-einangrunaráreiðanleiki í háspennu og samkvæmni í framleiðslu.
Hefð er fyrir því að kæliviðmót efst-hliðar treysta á a"TIM + einangrunarplata + TIM"samlokubygging: TIM lög fylla yfirborðseyður og leiða hita. Einangrunarblöð veita há-rafspennueinangrun. Þó að þessi nálgun hafi verið sönnuð og áreiðanleg sýnir hún takmarkanir í fyrirferðarmiklum,-aflkerfum:
► Mörg tengi hægja á tímabundinni hitasvörun
►Flókið samsetning eykst, með hert eftirliti með þolmörkum
►BOM og framleiðslukostnaður heldur áfram að hækka
Í ljósi þessa er hitaleiðandi einangrunarhúð að vekja athygli sem samþætt viðmótslausn fyrir topp-hliðarkælingararkitektúr.
★ Ein, samfelld, þunn og einsleit húðun getur samtímis veitt tengingu, hitaleiðni og rafeinangrun.
MCOTI MEP 37 röð: Hitaleiðandi einangrunarhúð
Til að mæta kröfum næstu-kynslóðar raforkukerfa fyrir rafbíla og topp-hliða kældu raforkubúnaði hefur MCOTI þróað MEP 37 röð hitaleiðandi einangrunarhúð.
MEP 37 seríuna er hægt að setja beint á kælivökva eða málmgrunnplötur.Með ofur-þunnri húðþykkt upp á 100~250μm, skilar það raforkuþolsgetu upp á 3.000~6.000V,mynda háa-afkastalausn sem er fínstillt fyrir topp-hliðarkælingu.
Helstu kostir
● Tengi samþætting: Kemur í stað hefðbundinna einangrunarplötur með einni samfelldri húðun, dregur úr fjölda viðmóta og styttir hitaleiðina
● Ofur-lágt hitaþol: Eins lágt og0,16 K·cm²/W, með framúrskarandi-varmastöðugleika til langs tíma
● Áreiðanleikaprófun bifreiða-einkunn:
■ Rakur hiti: 1539H @ 85 gráður / 85% RH
■ Hitaáfall: 790 lotur @ -40 til 125 gráður
■ Há-öldrun: 2000H @125 gráður
● Rafmagnsþolsspenna:4,3 kV (öll próf staðist með stöðugri hitauppstreymi)
Kostnaðarlækkun á-kerfisstigi:BOM greining gefur til kynna u.þ.b40% lækkun efniskostnaðar,ásamt lægri vinnu- og samsetningarkostnaði
● Mikil vinnsluskilvirkni:Sprautun með hraðri herðingu gerir stuttan lotutíma og mikla afrakstur
● Skalanleg framleiðsla:Samhæft við sjálfvirka úðaferla, styður við magnframleiðslu og samkvæmni ferlisins
Mynd 1: Samanburður á efniskostnaði MCOTI húðunarlausna við hefðbundnar einangrunarplötur
Mynd 2: Samanburður á efniskostnaði MCOTI húðunarlausna við hefðbundnar einangrunarplötur
