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Application de l'IGBT dans le système de contrôle électrique des véhicules à énergie nouvelle et sa technologie de dissipation thermique
2024.04.30 tony.liu@walmate.com

     

Résumé : Le principal dispositif de chauffage du système de contrôle électrique des véhicules à énergie nouvelle est l'onduleur. Sa fonction est d'inverser la puissance DC de la batterie en puissance AC pouvant entraîner le moteur. Au cours de ce processus, l'IBGT de l'onduleur générera beaucoup de chaleur. Afin de résoudre le problème de dissipation thermique de ces appareils, cet article présentera le principe de fonctionnement de l'onduleur et la technologie avancée de refroidissement liquide.


1- Application de l' IGBT dans le système de contrôle électrique des véhicules à énergie nouvelle et sa technologie de dissipation thermique

En tant qu'unité de conversion d'énergie électrique qui connecte la batterie et le moteur d'entraînement dans les véhicules à énergie nouvelle, le système de commande électrique est au cœur de l'entraînement et du contrôle du moteur. En tant que dispositif qui connecte les batteries haute tension et la puissance du moteur et se convertit les unes dans les autres, l'onduleur est un convertisseur chargé de convertir le courant continu (batterie, batterie de stockage) en fréquence fixe et tension constante ou en tension et tension régulées en fréquence. -courant alternatif régulé (généralement 220V, sinusoïdale 50Hz), assurant la conversion de l'énergie électrique des véhicules à énergies nouvelles.


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Schéma simplifié du système de contrôle électrique

Le module de puissance IGBT dans l'onduleur joue un rôle très important dans ce processus. Pendant le processus de conversion d'énergie, l'IGBT génère beaucoup de chaleur. Lorsque la température de l'IGBT dépasse 150°C, l'IGBT ne peut pas fonctionner, donc le refroidissement par air ou un refroidissement par air est requis. La stabilité thermique du fonctionnement des IGBT est devenue la clé pour évaluer les performances des systèmes d'entraînement électriques.

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Comment fonctionne l'onduleur


En plus des systèmes de contrôle électroniques, l'IGBT est également largement utilisé dans les systèmes de contrôle de climatisation embarqués et les systèmes de piles de chargement des véhicules à énergies nouvelles:

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Il est utilisé comme composant technique de base des véhicules électriques, des bornes de recharge et d’autres équipements. Le module IGBT représente près de 10% du coût des véhicules électriques et environ 20 % du coût des piles de recharge, et sa stabilité thermique est devenue la clé pour évaluer les performances du système d'entraînement électrique.


2-Technologie de refroidissement liquide IGBT


Nom de la technologie de refroidissement

Principe de fonctionnement

Caractéristiques

Refroidissement par eau sur un seul côté

Le module est pressé contre un côté du radiateur et de la graisse silicone thermoconductrice est appliquée entre le module et le radiateur pour réduire la résistance thermique de contact. Le liquide de refroidissement traverse le module dans le canal d'écoulement et évacue la chaleur.

Structure compacte; faible coût du module;

 Le volume est très faible; le taux d’utilisation des plaques froides est élevé.

 

Technologie de refroidissement par eau à double couche

Le module est serti des deux côtés du radiateur de refroidissement par eau indirect en appliquant de la graisse silicone thermoconductrice des deux côtés du module et en concevant une structure isolante ou d'autres formes de connexions d'isolation et de dissipation thermique. Le liquide de refroidissement traverse le module dans le canal d'écoulement et évacue la chaleur.

Conception de structure flexible ; faible coût; petit volume; taux d'utilisation du substrat élevé.

 

ShowerPowe Technologie ShowerPower

Le module de base en cuivre est utilisé pour réaliser un refroidissement direct par eau afin de réduire la résistance thermique du système. L'utilisation d'une structure de dissipation thermique à effet turbulent augmente considérablement la zone de contact entre le liquide de refroidissement et la plaque de base en cuivre et augmente l'efficacité de l'échange thermique.

Bon effet de spoiler ; efficacité d’échange thermique élevée ; bonne uniformité de la température ; fiabilité élevée du module. Il convient aux conditions de dissipation thermique qui nécessitent une fiabilité élevée, une densité d’échange thermique élevée et une bonne uniformité de température.

 

Technologie de substrat de refroidissement par eau à broches IGBT

La structure à broches-ailettes du substrat de refroidissement par eau à broches convient aux modules de boîtier IGBT avec des conceptions de refroidissement par eau de plus grande puissance. Cette structure est utilisée pour éliminer la graisse de silicone conductrice thermique ou d'autres matériaux de remplissage entre le module de puissance et le refroidissement par eau à broches. substrat. La structure de refroidissement par eau échange directement de la chaleur avec le module.

Le module a une fiabilité élevée et une efficacité d'échange thermique élevée ; il est en contact direct avec le substrat et a une faible résistance thermique ; Convient aux conceptions à haute puissance refroidies par eau et aux conditions de dissipation thermique avec des exigences élevées en matière de résistance thermique.


Technologie de module de refroidissement intégré au module de refroidissement par eau IGBT

La plaque froide intégrée au module de refroidissement par eau intègre le module de dissipation thermique et le module d'alimentation, ce qui améliore la coopération entre le dissipateur thermique et le module d'alimentation et présente un haut degré d'intégration.

Le module a une fiabilité élevée; une faible résistance thermique ;

Efficacité élevée de l'échange thermique; degré élevé d'intégration ; modules faciles à remplacer; Convient à la production par lots de produits modulaires.


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