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新能源汽车常用驱动电机控制器的IGBT热设计

  • 更新日期 - 2019年10月09日 23:35

新能源汽车相对传统燃油车多了三电,其中之一就是电机。而驱动电机作为设备的动力源,其最核心器件是IGBT,结构工程师最关心它的尺寸和封装形式:它的大小直接影响到外壳的尺寸以及水道的布置形式,这些都决定了其热设计的好坏。

常见的新能源汽车驱动电机是Ⅰ、Ⅱ代电机控制器,因成本或者应用环境的要求被广泛搭载在不同的车型上(主要是商用车、乘用车)。现阶段也有Ⅲ代电机控制器,但是目前还是工程样机阶段。

新能源汽车常用驱动电机控制器的IGBT热设计

图1 电机控制器

其中Ⅰ代电机控制器的散热形式是传导散热,间接水冷。其显著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。

新能源汽车常用驱动电机控制器的IGBT热设计

图2 Ⅰ代电机控制器的封装形式

为降低传导热阻,通常需要在 IGBT金属底板上涂抹导热硅脂再与主壳体贴合。

新能源汽车常用驱动电机控制器的IGBT热设计

图3 常用电机控制器实物范例

新能源汽车常用驱动电机控制器的IGBT热设计

图4 控制器总布置

新能源汽车常用驱动电机控制器的IGBT热设计

图5

IGBT模块安装位置

新能源汽车常用驱动电机控制器的IGBT热设计

图6 IGBT模块背面的导热硅脂

新能源汽车常用驱动电机控制器的IGBT热设计

图7

IGBT模块与驱动电路板总成

新能源汽车常用驱动电机控制器的IGBT热设计

图8 主壳体的水道造型

新能源汽车常用驱动电机控制器的IGBT热设计

图9 主壳体的水道造型

随着新能源汽车市场的快速发展,电机控制器的各部分零部件均有不同程度的改进和发展,从而衍生出不同代的控制器。然而实际应用中产品迭代需要综合多方面的考量,而控制器的迭代需求并不强烈,其中成本因素起至关重要的作用。

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