नीचे से {{0}साइड कूलिंग से ऊपर तक -साइड कूलिंग: ईवी पावर सिस्टम में संरचनात्मक विकास
ऑन-बोर्ड चार्जर (ओबीसी), डीसी/डीसी कनवर्टर और इनवर्टर इलेक्ट्रिक वाहनों में विशिष्ट उच्च-शक्ति घनत्व वाले घटक हैं। जैसे-जैसे ईवी प्लेटफॉर्म विकसित हो रहे हैंउच्च एकीकरण, हल्का डिज़ाइन, और 800 वी आर्किटेक्चर में, बिजली उत्पादन में वृद्धि जारी है जबकि उपलब्ध इंस्टॉलेशन स्थान तेजी से सीमित हो गया है।
वाहन के वजन को कम करने, ड्राइविंग रेंज का विस्तार करने और अगली पीढ़ी के उच्च वोल्टेज प्लेटफार्मों की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, बिजली उपकरणों को उच्च शक्ति घनत्व और छोटे फॉर्म कारकों की ओर धकेला जा रहा है। इन शर्तों के तहत,थर्मल प्रबंधन और विद्युत इन्सुलेशन डिजाइनMOSFETs जैसे बिजली उपकरणों को {{0}नई चुनौतियों का सामना करना पड़ रहा है।
हाई पावर डेंसिटी के लिए टॉप-साइड कूलिंग पसंदीदा विकल्प क्यों बन जाता है
पारंपरिक डिज़ाइनों में, अधिकांश MOSFETs बॉटम{0}}साइड कूलिंग (BSC) को अपनाते हैं। विशिष्ट ऊष्मा अपव्यय पथ है:
डाई → पैकेज बॉटम → सोल्डर परत → पीसीबी → हीटसिंक / कोल्ड प्लेट
इस कॉन्फ़िगरेशन में, गर्मी को सोल्डर परतों और थर्मल वाया के माध्यम से पीसीबी में स्थानांतरित किया जाता है, और फिर नीचे की ओर लगे हीटसिंक या कोल्ड प्लेट द्वारा हटा दिया जाता है। यह दृष्टिकोण कई अंतर्निहित सीमाओं से ग्रस्त है:
► एक लंबा और जटिल तापीय पथ, जिसके परिणामस्वरूप अपेक्षाकृत उच्च तापीय प्रतिरोध होता है।
► पीसीबी का निचला हिस्सा थर्मल उद्देश्यों के लिए साफ रहना चाहिए, जिससे घटक प्लेसमेंट सीमित हो जाए।
►कम जगह का उपयोग और समग्र पीसीबी आकार में वृद्धि।
ईवी ओबीसी, डीसी/डीसी कन्वर्टर्स और इनवर्टर में, जहां बिजली घनत्व लगातार बढ़ रहा है, ये बाधाएं सिस्टम स्तर अनुकूलन को तेजी से सीमित कर रही हैं।
परिणामस्वरूप, टीएससी अगली पीढ़ी के बिजली उपकरणों और पावर मॉड्यूल के लिए मुख्यधारा वास्तुकला बन रहा है।
टॉप-साइड कूलिंग (टीएससी) के मुख्य लाभ
एक टॉप{0}साइड कूलिंग संरचना में, MOSFET पैकेज की ऊपरी सतह हीटसिंक या कोल्ड प्लेट के सीधे संपर्क में होती है। थर्मल पथ को सरल बनाया गया है:
डाई → पैकेज टॉप → हीटसिंक/कोल्ड प्लेट
► छोटा थर्मल पथ और कम थर्मल प्रतिरोध, क्योंकि गर्मी को अब पीसीबी से गुजरने की आवश्यकता नहीं है
► उच्च स्वीकार्य बिजली अपव्यय, विशेष रूप से उच्च क्षणिक बिजली स्थितियों के तहत
► दोहरी-तरफा पीसीबी आबादी, चूंकि गर्मी हटाने के लिए पीसीबी बॉटम की अब आवश्यकता नहीं है
► बेहतर सिस्टम एकीकरण और स्वचालन अनुकूलता, कॉम्पैक्ट और मॉड्यूलर डिज़ाइन का समर्थन
► सिस्टम स्तर की दक्षता और लागत लाभ, विद्युतीकृत और उच्च वॉल्यूम ईवी अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त
टीएससी के तहत नई चुनौतियाँ: थर्मल कंडक्टिव इंसुलेशन कोटिंग
जैसे-जैसे बिजली घनत्व बढ़ता जा रहा है, इंटरफ़ेस सामग्री को वितरित करना होगातेज़ तापीय प्रतिक्रिया, उच्च {{0}वोल्टेज इन्सुलेशन विश्वसनीयता, और विनिर्माण स्थिरता।
परंपरागत रूप से, शीर्ष -साइड कूलिंग इंटरफ़ेस पर निर्भर होते हैं"टीआईएम + इन्सुलेशन शीट + टीआईएम"सैंडविच संरचना: टीआईएम परतें सतह के अंतराल को भरती हैं और गर्मी का संचालन करती हैं। इन्सुलेशन शीट उच्च वोल्टेज विद्युत अलगाव प्रदान करती हैं। सिद्ध और विश्वसनीय होने के बावजूद, यह दृष्टिकोण कॉम्पैक्ट, उच्च -पावर सिस्टम में सीमाएं दिखाता है:
► एकाधिक इंटरफ़ेस क्षणिक थर्मल प्रतिक्रिया को धीमा कर देते हैं
सख्त सहनशीलता नियंत्रण के साथ, असेंबली जटिलता बढ़ जाती है
►BOM और विनिर्माण लागत में वृद्धि जारी है
इस पृष्ठभूमि के खिलाफ, थर्मल प्रवाहकीय इन्सुलेशन कोटिंग्स शीर्ष -साइड कूलिंग आर्किटेक्चर के लिए एक एकीकृत इंटरफ़ेस समाधान के रूप में ध्यान आकर्षित कर रही हैं।
★ एक एकल, निरंतर, पतली और समान कोटिंग एक साथ बॉन्डिंग, थर्मल चालन और विद्युत इन्सुलेशन प्रदान कर सकती है।
MCOTI MEP 37 सीरीज: थर्मली कंडक्टिव इंसुलेटिंग कोटिंग्स
अगली पीढ़ी के ईवी पावर सिस्टम और टॉप साइड कूल्ड पावर उपकरणों की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, एमसीओटीआई ने एमईपी 37 श्रृंखला थर्मल कंडक्टिव इन्सुलेशन कोटिंग विकसित की है।
एमईपी 37 श्रृंखला को सीधे हीटसिंक या मेटल बेसप्लेट पर लागू किया जा सकता है।100~250μm की अत्यंत पतली कोटिंग मोटाई के साथ, यह 3,000~6,000V की ढांकता हुआ झेलने की क्षमता प्रदान करता है,टॉप{1}साइड कूलिंग डिज़ाइनों के लिए अनुकूलित एक उच्च-प्रदर्शन समाधान तैयार करना।
मुख्य लाभ
● इंटरफ़ेस एकीकरण: पारंपरिक इन्सुलेशन शीट को एकल सतत कोटिंग से बदल देता है, इंटरफ़ेस गिनती को कम करता है और थर्मल पथ को छोटा करता है
● अल्ट्रा-कम तापीय प्रतिरोध: जितना कम0.16 K·cm²/W, उत्कृष्ट दीर्घावधि थर्मल स्थिरता के साथ
● ऑटोमोटिव-ग्रेड विश्वसनीयता सत्यापन:
■ नम गर्मी: 1539 एच @ 85 डिग्री / 85% आरएच
■ थर्मल शॉक: 790 चक्र @ -40 से 125 डिग्री
■ उच्च-तापमान उम्र बढ़ने: 2000H @125 डिग्री
● ढांकता हुआ वोल्टेज का सामना:4.3 केवी (सभी परीक्षण लगातार थर्मल प्रदर्शन के साथ उत्तीर्ण हुए)
सिस्टम -स्तर की लागत में कमी:बीओएम विश्लेषण लगभग इंगित करता है40% सामग्री लागत में कमी,कम श्रम और संयोजन लागत के साथ
● उच्च प्रक्रिया दक्षता:तेजी से इलाज के साथ स्प्रे लगाने से कम चक्र समय और उच्च उपज प्राप्त होती है
● स्केलेबल विनिर्माण:स्वचालित स्प्रे प्रक्रियाओं के साथ संगत, मात्रा में उत्पादन और प्रक्रिया स्थिरता का समर्थन करता है
चार्ट 1: पारंपरिक इंसुलेटिंग शीट के साथ MCOTI कोटिंग समाधान की सामग्री लागत की तुलना
चार्ट 2: पारंपरिक इंसुलेटिंग शीट के साथ MCOTI कोटिंग समाधान की सामग्री लागत की तुलना
