No apakšas-Sānu dzesēšana uz augšu-Sānu dzesēšana: EV barošanas sistēmu struktūras attīstība
Iebūvēti-lādētāji (OBC), līdzstrāvas/līdzstrāvas pārveidotāji un invertori ir tipiski lieljaudas-blīvuma komponenti elektriskajos transportlīdzekļos. EV platformām attīstoties uzaugstāka integrācija, viegls dizains, un 800 V arhitektūrām, jauda turpina palielināties, kamēr pieejamā instalācijas vieta kļūst arvien ierobežotāka.
Lai samazinātu transportlīdzekļa svaru, paplašinātu braukšanas diapazonu un atbilstu nākamās -paaudzes augstsprieguma-platformu prasībām, jaudas ierīces tiek virzītas uz lielāku jaudas blīvumu un mazākiem formas faktoriem. Šādos apstākļos,siltumvadības un elektroizolācijas projektēšanaenerģijas ierīču,{0}}piemēram, MOSFET-saskaras ar jauniem izaicinājumiem.
Kāpēc augšējā-sānu dzesēšana ir vēlamā izvēle lielam jaudas blīvumam
Parastajā dizainā lielākā daļa MOSFET izmanto apakšējo{0}}sānu dzesēšanu (BSC). Tipisks siltuma izkliedes ceļš ir:
Die → Iepakojuma apakšdaļa → Lodēšanas slānis → PCB → Dzinējs / aukstā plāksne
Šajā konfigurācijā siltums caur lodēšanas slāņiem un termiskajiem caurumiem tiek pārnests uz PCB un pēc tam tiek noņemts ar apakšā{0}}montētu dzesētāju vai aukstuma plāksni. Šai pieejai ir vairāki raksturīgi ierobežojumi:
► Garš un sarežģīts termiskais ceļš, kā rezultātā ir salīdzinoši augsta termiskā pretestība.
►PhB apakšējai pusei jāpaliek brīvai termiskiem nolūkiem, ierobežojot detaļu novietošanu.
►Mazāka telpas izmantošana un palielināts kopējais PCB izmērs.
EV OBC, DC/DC pārveidotājos un invertoros, kur jaudas blīvums turpina pieaugt, šie ierobežojumi arvien vairāk ierobežo sistēmas{0}}līmeņa optimizāciju.
Līdz ar to TSC kļūst par galveno arhitektūru nākamās{0}}paaudzes barošanas ierīcēm un barošanas moduļiem.
Galvenās -sānu dzesēšanas (TSC) priekšrocības
Augšējā-puses dzesēšanas struktūrā MOSFET iepakojuma augšējā virsma ir tiešā saskarē ar radiatoru vai aukstuma plāksni. Termiskais ceļš ir vienkāršots līdz:
Die → Iepakojuma augšdaļa → Radiators / Aukstā plāksne
► Īsāks termiskais ceļš un zemāka termiskā pretestība, jo siltumam vairs nav jāplūst cauri PCB
► Lielāka pieļaujamā jaudas izkliede, īpaši lielas pārejas jaudas apstākļos
► Divpusējā{0}}PCB populācija, jo PCB apakšdaļa vairs nav nepieciešama siltuma noņemšanai
► Uzlabota sistēmu integrācijas un automatizācijas savietojamība, atbalstot kompaktu un modulāru dizainu
► Sistēmas-līmeņa efektivitāte un izmaksu priekšrocības, kas labi piemērotas elektrificētām un liela{1}}apjoma EV lietojumprogrammām
Jauni izaicinājumi saskaņā ar TSC: siltumizolācijas pārklājums
Tā kā jaudas blīvums turpina palielināties, saskarnes materiāliem ir jānodrošinaātrāka termiskā reakcija, augsta-sprieguma izolācijas uzticamība un ražošanas konsekvence.
Tradicionāli augšējās{0}}pusējās dzesēšanas saskarnes balstās uz a"TIM + izolācijas loksne + TIM"sendviča struktūra: TIM slāņi aizpilda virsmas spraugas un vada siltumu. Izolācijas loksnes nodrošina augstsprieguma{1}}elektrisko izolāciju. Lai gan šī pieeja ir pārbaudīta un uzticama, tā uzrāda ierobežojumus kompaktās, jaudīgās -jaudas sistēmās:
► Vairākas saskarnes palēnina pārejošu termisko reakciju
►Palielinās montāžas sarežģītība ar stingrāku pielaides kontroli
►BOM un ražošanas izmaksas turpina pieaugt
Ņemot to vērā, siltumvadītspējīgie izolācijas pārklājumi tiek pievērsti uzmanībai kā integrēts saskarnes risinājums augstākās-puses dzesēšanas arhitektūrām.
★ Viens, nepārtraukts, plāns un vienmērīgs pārklājums vienlaikus var nodrošināt savienošanu, siltuma vadītspēju un elektrisko izolāciju.
MCOTI MEP 37 sērija: siltumvadoši izolācijas pārklājumi
Lai apmierinātu nākamās-paaudzes EV energosistēmu un augšējās
MEP 37 sēriju var tieši uzklāt uz radiatoriem vai metāla pamatplāksnēm.Ar īpaši-plānu pārklājuma biezumu 100–250 μm, tas nodrošina dielektrisko izturību 3000–6000 V,veidojot augstas veiktspējas-risinājumu, kas optimizēts augstākajiem-puses dzesēšanas dizainiem.
Galvenās priekšrocības
● Interfeisa integrācija: Aizstāj tradicionālās izolācijas loksnes ar vienu nepārtrauktu pārklājumu, samazinot saskarņu skaitu un saīsinot termisko ceļu
● Īpaši-zema termiskā pretestība: Tik zema kā0,16 K·cm²/W, ar izcilu ilgtermiņa -termisko stabilitāti
● Automobiļu{0}}pakāpju uzticamības pārbaude:
■ Mitrs karstums: 1539 H @ 85 grādi / 85% RH
■ Termiskais šoks: 790 cikli pie -40 līdz 125 grādiem
■ Augstas{0}}temperatūras novecošana: 2000 H @ 125 grādi
● Dielektriskās izturības spriegums:4,3 kV (visi testi izturēti ar nemainīgu siltuma veiktspēju)
Sistēmas{0}}izmaksu samazināšana:BOM analīze norāda aptuveni40% materiālu izmaksu samazināšana,kopā ar zemākām darba un montāžas izmaksām
● Augsta procesa efektivitāte:Izsmidzināšana ar ātru sacietēšanu nodrošina īsu cikla laiku un augstu ražu
● Mērogojama ražošana:Savietojams ar automatizētiem izsmidzināšanas procesiem, atbalstot ražošanas apjomu un procesa konsekvenci
1. diagramma: MCOTI pārklājuma risinājumu materiālu izmaksu salīdzinājums ar tradicionālajām izolācijas loksnēm
2. diagramma: MCOTI pārklājuma risinājumu materiālu izmaksu salīdzinājums ar tradicionālajām izolācijas loksnēm
