【应用】为HybridPACK™ DSC提供两侧散热的液体冷却解决方案，助力电动汽车和混合动力汽车

时间： 2020-01-30 来源：爱美达

在过去20年里，电动汽车和混合动力汽车的开发和生产一直呈上升趋势，并且在未来20年里，这一趋势很可能呈指数增长。随着汽车制造商希望利用更清洁、更廉价的能源，并在2020年前达到全球二氧化碳排放标准，电动汽车和混合动力汽车将占据更大的市场份额。

但是，车辆行驶所需的电力需要与设计紧凑、轻巧的逆变器相结合，使得热量管理成为汽车工程师和制造商的重要绊脚石。这些电源模块的散热解决方案必须轻巧，足够小以适合动力系统，并具有足够的功率以冷却极热的组件，并且具有足够的成本效益，以免提高这些车辆的价格。

为了克服这些挑战，英飞凌科技公司找到了博伊德公司的热能部门Aavid，为其最新的功率模块系列——混合动力汽车和电动汽车的HybridPACK™双面冷却系统(DSC)开发冷却解决方案。它们的尺寸和特性使得这些模块在整体应用的紧凑设计下更加灵活，并且可以在模块的两侧散热。英飞凌和Aavid的欧洲设计中心研究了一种能够提供特定性能的液体冷却解决的方案。

Aavid解决方案

此应用的特定条件有：三个DSC模块中每个模块要消耗的功率，电子连接和集成以及边界条件。从DSC模块的特性以及所要求的热阻和压降入手，Aavid开始分析液冷板（LCP）可能存在的需要。基本思想是在顶部放置一个LCP，在底部放置一个LCP，以便冷却每个模块的两个有效的散热面。

考虑了不同的关键点：总体几何形状，冷却器的内部结构，壁厚，液体出入口位置，顶部与底部的连接方式，安装技术和目标成本。总体几何形状由主要的机械约束定义：DSC模块有效散热区域的尺寸、模块周围的可用空间以及与整个系统的集成。

根据要求的性能水平(热阻和压降)确定了内部结构，关键是添加一个经过精确优化的紊流器，以增加交换面和对流热交换系数，同时将压降低于设定的极限，并且通过CFD模拟进行了验证。材料厚度已经过妥善评估，可承受要求的工作和测试压力。对顶部和底部液体冷却板（LCP）之间的连接，以及进口和出口的位置，做了进一步重点分析。在此阶段，顶部和底部之间的连接被认为与LCP本身无关，而顶部和底部之间的连接由软管和卡箍构成(每个LCP均有一个进口和一个出口)。通过这种方式，在顶部和底部LCP之间实现了并行连接，其优点是具有两条相同的并行流，因此在两个LCP上具有相同的性能水平。

最后，研究了顶部和底部之间的机械夹持：考虑到要保证的最小间隙和爬电距离，在有效热交换面积的外部增加了八个固定点。顶部和底部之间可以通过铆钉或螺钉等实现快速机械连接。为了验证热分析和力学分析，已经制作了这个概念的原型，并且实验测试的结果证实了它适用于承受所要求的压力，并保证所指示的热阻和压降。在第一个原型，是使用铆钉夹紧顶部和底部的液态冷板。

Aavid开发的概念和样机有效供应，使汽车行业能够使采用INFINEON的HybridPACK DSC模块，快速地为混合动力和电动汽车设计出高效逆变器。

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愤怒的小熊2018 Lv7. 资深专家 2020-03-06

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爱美达

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