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新能源汽車?yán)顺毕?,IGBT散熱基板的重要角色

發(fā)布時(shí)間:2024-01-08   瀏覽次數(shù):599次

隨著新能源汽車行業(yè)的快速發(fā)展,電機(jī)控制器的性能需求也日益提升。作為電機(jī)控制器的核心部件,IGBT功率模塊的穩(wěn)定性和可靠性成為了關(guān)注的焦點(diǎn)。而這一切,都離不開一塊高效的IGBT散熱基板。

IGBT功率模塊在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量熱量,如果散熱不及時(shí),就會(huì)導(dǎo)致模塊溫度升高,進(jìn)而引發(fā)熱應(yīng)力,嚴(yán)重影響模塊的穩(wěn)定性和可靠性。因此,散熱基板的作用就顯得尤為重要。它是IGBT功率模塊的核心散熱功能結(jié)構(gòu)與通道,能夠快速有效地將模塊內(nèi)部熱量導(dǎo)出,確保模塊在穩(wěn)定的工作溫度下運(yùn)行。

目前,市場(chǎng)上主要有兩種類型的IGBT散熱基板:銅針式散熱基板和銅平底散熱基板。銅針式散熱基板以其獨(dú)特的針翅結(jié)構(gòu),大幅提高了散熱表面積,使得功率模塊能夠形成針翅狀直接冷卻結(jié)構(gòu),有效提高了模塊散熱性能。而銅平底散熱基板則是傳統(tǒng)領(lǐng)域功率半導(dǎo)體模塊的通用散熱結(jié)構(gòu),主要作用是將模塊熱量向外傳遞,并為模塊提供機(jī)械支撐。

新能源汽車?yán)顺毕拢琁GBT散熱基板的重要角色

在新能源汽車領(lǐng)域,由于對(duì)散熱效率和小型化有較高要求,銅針式散熱基板得到了廣泛運(yùn)用。其生產(chǎn)工藝流程復(fù)雜,需要經(jīng)過多道工序的精密加工,才能確保最終的散熱性能和使用壽命。而銅平底散熱基板則更多應(yīng)用于工業(yè)控制等領(lǐng)域,但在新能源發(fā)電、儲(chǔ)能等新興領(lǐng)域也逐漸得到應(yīng)用。

除了散熱基板的選擇外,IGBT功率模塊的散熱方式也是影響其散熱效果的關(guān)鍵因素。目前,車規(guī)級(jí)IGBT功率模塊一般采用液冷散熱方式,分為間接液冷散熱和直接液冷散熱。間接液冷散熱方式中,IGBT功率模塊不直接與冷卻液接觸,散熱效率不高,限制了功率模塊的功率密度提升。而直接液冷散熱方式則采用了針式散熱基板,使得IGBT功率模塊與冷卻液直接接觸,模塊整體熱阻值可降低30%左右。這種散熱方式能夠滿足新能源汽車對(duì)電機(jī)控制器高性能、高可靠性的需求。

總的來說,IGBT散熱基板作為IGBT功率模塊的核心散熱部件,其性能和質(zhì)量直接影響著模塊的穩(wěn)定性和可靠性。

19
2020.12
中國(guó)成功研發(fā)高鐵自動(dòng)控制核心器件IGBT

新華網(wǎng)太原20101219日,中國(guó)首批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大功率絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)產(chǎn)品,成功打破了國(guó)外對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的長(zhǎng)期壟斷。

首批投入封裝生產(chǎn)線并成功封裝、順利通過動(dòng)靜態(tài)試驗(yàn)的“6500V600AIGBT產(chǎn)品是目前世界上電壓等級(jí)最高的產(chǎn)品,各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)相同。

IGBT是自動(dòng)控制和功率變換的關(guān)鍵核心器件,被廣泛應(yīng)用在以高鐵為代表的軌道交通裝備行業(yè)、電力系統(tǒng)、工業(yè)變頻、風(fēng)電、太陽(yáng)能、電動(dòng)汽車、家電等產(chǎn)業(yè)中。

目前,中國(guó)已成為全球最大的電力電子器件消費(fèi)市場(chǎng)。僅2009年電力電子器件市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到12153億元。但整個(gè)IGBT市場(chǎng)大部由國(guó)外廠商占據(jù)。由于關(guān)鍵技術(shù)被國(guó)外大公司壟斷,IGBT芯片完全依賴進(jìn)口,國(guó)內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)突破,成本無法降低。

隨著新產(chǎn)品的研發(fā)成功,中國(guó)與世界發(fā)達(dá)國(guó)家站在同一技術(shù)平臺(tái),自主研發(fā)IGBT芯片產(chǎn)業(yè)化步伐進(jìn)一步加快。

自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“6500V600AIGBT產(chǎn)品成功問世,為中國(guó)機(jī)車、動(dòng)車組為代表的軌道交通裝備及其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供強(qiáng)勁的“中國(guó)芯”,對(duì)于打破國(guó)外在IGBT市場(chǎng)的壟斷、促進(jìn)中國(guó)電子電氣技術(shù)邁上新臺(tái)階具有重要意義。

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23
2020.07
金屬所為“天問一號(hào)”量身定制車身材料[展商新聞]


2020年7月23日,中國(guó)“天問一號(hào)”火星探測(cè)器搭乘長(zhǎng)征五號(hào)遙四運(yùn)載火箭升空,開啟中國(guó)首次自主火星探測(cè)任務(wù)。團(tuán)隊(duì)針對(duì)“天問一號(hào)”火星車不同結(jié)構(gòu)部件的要求,開發(fā)出新型鋁基碳化硅復(fù)合材料,相關(guān)產(chǎn)品用于火星車結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)、儀器等幾十種零部件。

火星車要在工況復(fù)雜的火星表面長(zhǎng)距離行走,這對(duì)火星車材料的輕量化、高強(qiáng)韌性、高尺寸穩(wěn)定性、耐沖擊性提出了極高的要求,傳統(tǒng)鋁、鈦合金難以兼顧綜合要求。

我們自2015年承擔(dān)研制任務(wù)以來,設(shè)計(jì)出一系列新型高強(qiáng)、高塑、高穩(wěn)定性鋁基碳化硅復(fù)合材料,提出低合金元素、多元析出相混雜強(qiáng)化的新型設(shè)計(jì)思想。與傳統(tǒng)鋁基碳化硅復(fù)合材料相比,新型復(fù)合材料塑性提升一倍以上,同時(shí)保持高強(qiáng)度、高各向同性、高耐磨性和穩(wěn)定性。通過解決大尺寸坯錠制備、材料塑性成形等技術(shù)瓶頸,研制出不同規(guī)格的復(fù)合材料樣件。而我們研制的新型鋁基碳化硅復(fù)合材料通過了近工況條件下的嚴(yán)苛地面模擬考核,相關(guān)技術(shù)方案取得用戶高度認(rèn)可。


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01
2021.09
僅隔4個(gè)多小時(shí),中國(guó)航天兩度展開發(fā)射,成功將數(shù)顆衛(wèi)星送上太空



2021年8月24日23時(shí)41分,對(duì)于中國(guó)航天事業(yè)而言又是一個(gè)可以載入史冊(cè)的日子,距離上一次融合試驗(yàn)衛(wèi)星01/02星發(fā)射僅僅相隔了4個(gè)多小時(shí),長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭再度成功點(diǎn)火升空,將通信技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星七號(hào)順利送入預(yù)定軌道。而在如此短的時(shí)間內(nèi),密集完成火箭發(fā)射任務(wù),擁有如此航天技術(shù)實(shí)力的國(guó)家在世界上也是寥寥無幾。

2個(gè)地點(diǎn),相隔只有四個(gè)多小時(shí),在火箭發(fā)射成功的同時(shí),也向世界傳遞出一個(gè)信號(hào)?,F(xiàn)階段,中國(guó)相當(dāng)重視航天事業(yè)的發(fā)展,對(duì)于未來可能展開的太空競(jìng)爭(zhēng),中國(guó)已經(jīng)開始了對(duì)太空的布局。進(jìn)入2021年,除了神舟飛船發(fā)射成功外,越來越密集的火箭發(fā)射將中國(guó)航天行程表布滿。隨著火箭發(fā)射的頻率和成功率越來越高,中國(guó)相關(guān)航天技術(shù)也邁向了一個(gè)新臺(tái)階,在不斷縮小與他國(guó)差距的同時(shí),也在不斷趕超著自己,向國(guó)家交出了一份份滿意的答卷。

與此同時(shí),在兩個(gè)地點(diǎn)短時(shí)間內(nèi)分別完成火箭發(fā)射任務(wù),從另一個(gè)角度來看,說明我國(guó)在航天技術(shù)人才培養(yǎng)方面結(jié)出了累累碩果。擁有強(qiáng)大的航天科研人才后備力量,使我國(guó)在火箭發(fā)射密度方面領(lǐng)先于其他國(guó)家,在未來太空競(jìng)爭(zhēng)中,誰(shuí)能把握先機(jī),誰(shuí)就能占據(jù)更多主動(dòng)權(quán)。

從今年一月份到現(xiàn)在,美國(guó)航天領(lǐng)域只有2個(gè)轟動(dòng)世界的新聞,一個(gè)是亞馬遜創(chuàng)始人貝索斯的“太空之旅”,第二個(gè)就是特斯拉總裁馬斯克的“火箭發(fā)射”。罕見的是,美國(guó)官方的探索太空成績(jī)單卻是寥寥無幾。甚至不久前,NASA表明態(tài)度,稱2024年將人送上月球已經(jīng)成為空想,因?yàn)橹匦瓦\(yùn)載火箭目前在組裝上還存在問題。

與中國(guó)重視航天科研工作不同,在美國(guó)看來,現(xiàn)階段進(jìn)行探索太空是一項(xiàng)“燒錢”的工作,當(dāng)前美國(guó)政府的資金缺口已經(jīng)讓他們放棄了2024年的登月計(jì)劃。對(duì)于探索太空而言,有可能在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)都面臨資金短缺的現(xiàn)狀。

即便如此,美國(guó)政府仍然存在一些幻想,想要聯(lián)合自己的盟友國(guó)家,在太空范圍內(nèi)對(duì)中國(guó)進(jìn)行遏制。借刀殺人,是美國(guó)常用的手段,但這次想要“空手套白狼”,恐怕就很難再忽悠到自己的盟友了。

美國(guó)方面止步不前,中國(guó)方面奮起直追。目前,經(jīng)過一代又一代航天人的努力,從一窮二白開始,中國(guó)與美國(guó)在航天科研領(lǐng)域的差距已經(jīng)越來越小。尤其在現(xiàn)在此消彼長(zhǎng)的情況下,相信不久的將來,中國(guó)將在航天領(lǐng)域趕上甚至超過美國(guó)。

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11
2023.09
鋁碳化硅復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域

鋁碳化硅復(fù)合材料,簡(jiǎn)稱AlSiC,是一種融合了鋁、碳和硅元素優(yōu)勢(shì)的新型材料。它具有高強(qiáng)度、高熱導(dǎo)率、低熱膨脹系數(shù)和輕量化的特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。

航空航天領(lǐng)域

在航空航天領(lǐng)域,鋁碳化硅復(fù)合材料具有良好的抗腐蝕性和高溫性能,可用于制造飛機(jī)結(jié)構(gòu)件、發(fā)動(dòng)機(jī)部件等關(guān)鍵部件。其輕量化的特點(diǎn)有助于減少航空器的能耗,提高飛行效率。此外,鋁碳化硅復(fù)合材料還具有優(yōu)異的力學(xué)性能,能夠承受極端環(huán)境和載荷條件下的應(yīng)力作用,確保航空器的安全性和穩(wěn)定性。

汽車工業(yè)

在汽車工業(yè)中,鋁碳化硅復(fù)合材料的應(yīng)用主要集中在發(fā)動(dòng)機(jī)部件、底盤部件、車身結(jié)構(gòu)件等方面。其高強(qiáng)度、高熱導(dǎo)率和低熱膨脹系數(shù)等特點(diǎn)使得汽車部件更加耐用、性能更優(yōu),同時(shí)有助于提高汽車的燃油效率和安全性。通過使用鋁碳化硅復(fù)合材料,汽車制造商能夠在保證質(zhì)量的同時(shí),實(shí)現(xiàn)汽車的輕量化設(shè)計(jì),從而提高汽車的性能。

機(jī)械領(lǐng)域

在機(jī)械領(lǐng)域,鋁碳化硅復(fù)合材料可用于制造高速機(jī)床、精密儀器等設(shè)備的結(jié)構(gòu)件和功能件。其高強(qiáng)度和高導(dǎo)熱性等特點(diǎn)有助于提高設(shè)備的加工精度和運(yùn)行效率,同時(shí)保證設(shè)備的穩(wěn)定性和耐用性。鋁碳化硅復(fù)合材料還具有較好的抗腐蝕性和耐磨性,能夠應(yīng)對(duì)多種復(fù)雜的工作環(huán)境。

電子工業(yè)

在電子工業(yè)中,鋁碳化硅復(fù)合材料常被用于制造電子設(shè)備的散熱器。其高熱導(dǎo)率和良好的熱傳導(dǎo)性能有助于高效地散發(fā)電子設(shè)備運(yùn)行過程中產(chǎn)生的熱量,保證設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。此外,鋁碳化硅復(fù)合材料還具有較低的熱膨脹系數(shù),能夠與電子設(shè)備的其他部件良好匹配,降低熱失配的風(fēng)險(xiǎn)。

隨著科技的不斷進(jìn)步和應(yīng)用的深入挖掘,鋁碳化硅復(fù)合材料在未來還將有更多的潛力等待發(fā)掘和應(yīng)用。

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