功率模塊憑借其獨特的優(yōu)勢廣泛應(yīng)用在能源轉(zhuǎn)型的各個領(lǐng)域。功率模塊作為新能源汽車功率轉(zhuǎn)換的核心部件,功率模塊的好壞直接影響新能源汽車的功率釋放速度和充電性能。隨著功率密度的增加,功率模塊對散熱的要求越來越嚴格。換熱能力強的液冷式微通道可用于高功率密度功率模塊的散熱,但液冷式微通道存在流動方向散熱不均的問題。在復雜工況下散熱不均導致的過大的溫度梯度和局部高溫熱點將影響功率模塊的熱可靠性,長時間運行將導致功率模塊焊層等結(jié)構(gòu)出現(xiàn)疲勞、老化和自身散熱能力退化,加速其不可逆失效。因此提高高功率密度功率模塊用微通道的均溫性具有重要意義。本文基于微通道強化換熱技術(shù),設(shè)計、制造了反向斜截微通道,并通過實驗測試、數(shù)值模擬和多目標優(yōu)化的方法對該結(jié)構(gòu)進行分析和優(yōu)化,研究反向斜截微通道的流動、傳熱特性和壁面均溫性。主要工作如下:(1)通過分析功率模塊的基本結(jié)構(gòu)、功率損耗和散熱方式,結(jié)合液冷式微通道散熱理論,構(gòu)建功率模塊用微通道散熱熱阻模型,為后續(xù)微通道的結(jié)構(gòu)設(shè)計、優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)。(2)通過微通道散熱實驗發(fā)現(xiàn),變截間距反向斜截微通道比矩形直通道換熱能強、散熱均勻,且反向斜截通道的壁面局部熱點溫度低于矩形直通道,熱...

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２不同散熱方式的散熱效率與時間常數(shù)圖??液冷式微通道雖然換熱能力強，但存在流動方向散熱不均的問題＞２７］

?山東大學碩士學位論文???微電子制造技術(shù)、集成封裝技術(shù)的進步和寬禁帶半導體材料Ｓｉｃ的發(fā)展使功??率模塊朝著高功率密度、高頻化、低損耗、小型化、智能化的方向發(fā)展［１１’１２］。功??率模塊在運行過程中，其有源區(qū)產(chǎn)生大量的熱，堆積的熱量若不及時散掉將導致??模塊內(nèi)結(jié)溫升高、熱應(yīng)力....

圖２－１模塊內(nèi)部等效三相橋電路??

塊內(nèi)部的互異結(jié)構(gòu)長期處于熱循環(huán)的工況下，將導致焊層、鍵??合線失效。壓接式功率模塊采用壓力接觸替代焊層、鍵合線的連接，所以不存在??焊層、鍵合線失效等熱可靠性問題，但壓接式功率模塊需要一定的芯片可接觸面??積。此外，由于壓接式模塊內(nèi)部沒有絕緣基板，芯片和散熱器之間不絕緣，增加??....

圖２－２模塊損耗的基本組成??

?山東大學碩士學位論文???產(chǎn)生靜態(tài)損耗。動態(tài)損耗是因為切換開關(guān)狀態(tài)時，電壓電流不同步而存在一定的??上升和下降時間。根據(jù)模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)可將模塊總損耗ｐｔＱｔ分為芯片損耗Ｐｃｈｉｐ、晶??圓、敷銅和端子間的引線損耗Ｐｌｅａｄ，模塊損耗（以ＩＧＢＴＳ為例）的組成如圖２－２??所示。?....

圖２－３導熱硅脂連接示意圖

?山東大學碩士學位論文???Ｒｊａ?＝（Ｔｊ＿Ｔａ）／（Ｐ＝Ｒｊｃ＋Ｒｊａ?（２－１３）??隨著功率密度的增加，功率模塊必須配置散熱器才能滿足其散熱需求。散熱??器與功率模塊的連接方式有兩種，一種是利用導熱硅脂等熱界面材料將散熱器連??接到功率模塊上，另一種是將散熱器直接焊接到絕....

本文編號：3977262