ビュー: 1 著者: サイト編集者 公開時刻: 2026-08-10 起源: サイト
EV パワー エレクトロニクスは、エンジニアリングの分野で最も過酷な冷却作業の 1 つです。IGBT および SiC モジュールを介した数百のアンペアのスイッチング、広い温度変動、一定の振動、厳しい重量予算などです。複合ヒートシンク（拡散が問題となる箇所には銅、その他の箇所にはアルミニウム）が、多くの自動車メーカーのデフォルトの回答となっています。このガイドではその理由を説明し、インバーター、オンボード充電器、または DC-DC コンバーターの複合シンクを指定する方法を示します。
目次
電気自動車は、振動、温度変動、重量に敏感なボックスに詰め込まれた高出力コンバーターのスタックです。トラクション インバーターだけでも、IGBT または SiC モジュールを介して数百のアンペアを切り替えます。オンボード充電器 (OBC)、DC-DC コンバータ、およびバッテリー管理はすべて熱を加えます。半導体が高温になるたびに、寿命が短くなり、通信範囲が短くなります。このため、自動車メーカーはますます 複合ヒートシンク- 高出力密度、軽量、長期信頼性という EV 冷却に求められる 3 つの要素を一度に満たします。
1. 高い熱流束。最新の SiC モジュールは 10 ～ 30 W/cm⊃2 を押し出します。金型では、利用可能なスペースで普通のアルミニウム押出材が処理できるものをはるかに超えています。
2. 温度変動が大きい。フード下および床下の場所では、電源を入れ直した状態で周囲温度が -40 °C ～ +125 °C になります。
3. 振動と衝撃。道路からの入力により関節が疲労します。弱い結合は実験室ではなく現場で失敗します。
4. 重量ペナルティ。冷却ハードウェアの 1 キログラムごとに、ペイロードまたは範囲から 1 キログラムが盗まれます。
複合設計は 4 つすべてに答えます。銅はダイの熱を素早く拡散し、アルミニウムは質量をトリミングし、ろう付けされた接合はサイクルに耐えます。私たちのを参照してください 基礎となる物理学の完全なガイド 。
トラクション インバーターは、複合シンクがその地位を確立する場所です。
1. IGBT/SiC モジュールは、パワートレイン ハウジングにボルト締めされた銅ベースの複合シンクに取り付けられます。
2. 銅層がモジュールのホットスポットを浸し、アルミニウムのフィンに到達する前に広がります。
3. フィンスタック上の強制空気 (または場合によっては間接的な液体) が熱を運び去ります。
より高温かつ高密度で動作する SiC ベースのインバータでは、銅比と接合品質がさらに重要になります。接合部は車両の耐用年数に耐える必要があるため、ろう付けが標準的です。私たちの 接合方法の比較は、 ろう付けがエポキシよりも優れている理由を示しています。
OBC および DC-DC ステージも、多くの場合、別のエンクロージャ内で深刻な熱を発生します。
1. OBC パワーステージ (PFC + DC-DC) は、スペースが限られている場合、コンパクトで効率的なシンクを必要とします。
2. 複合シンクにより、設計者はアルミニウムのフィンの上に薄い銅のスプレッダーを使用できるようになり、混雑したボックス内で数ミリメートルを節約できます。
3. インバータに使用されるのと同じろう付けの信頼性がここにも適用されます。
これらのエンクロージャ内で空気の流れが制限されている場合は、複合ベースを ヒート パイプまたはベイパー チャンバーは、 熱をより換気の良い領域に移動します。
複合シンクは、大手コンバータ以外にも次のような場所に登場します。
1. 局所的な加熱が迅速に広がる必要がある場合のバッテリー管理および事前充電回路。
2. 補助コンバーターと電動コンプレッサードライブ。
3. 重量と振動が固体の銅ブロックを排除するモジュール。
このパターンは一貫しています。小さくて熱い半導体が重量や衝撃に敏感な場所に置かれている場合はどこであっても、複合材は固体金属よりも優れています。
自動車用の複合シンクを指定している場合は、次の点に注意してください。
1. 振動や熱サイクルに耐えるためには、接着はろう付け (またはそれ以上の方法) する必要があります。エポキシだけで十分な場合はほとんどありません。
2. 重量の予算が明確である。銅またはビレットアルミニウムの代替品と比較して節約されたグラム数を見積もってください。
3. 平坦性と TIM は衝撃下でより重要になります。表面仕上げと検証済みのインターフェース材質を指定します。
4. コンプライアンス: IATF 16949、PPAP、および自動車の信頼性テストを初日から計画します。
これらは私たちのものに直接マッピングされます 選択チェックリスト- 自動車の信頼性の列を追加するだけです。
よくある質問: なぜ液体冷却プレートを使用しないのですか?どちらにも場所があります:
1. 複合空冷シンクは、よりシンプルで、安価で、漏れがありません。空気の流れが利用可能で負荷が中程度の場合に最適です。
2. 液体コールド プレートは、非常に高密度 (集中型インバータ スタックなど) には有利ですが、ポンプ、液体、および漏れのリスクが追加されます。
3. ハイブリッドが存在します。複合ベースが最も高温のモジュール用の小さなコールド プレートに伝導します。
どちらを選択するかはシステムの決定によって決まります。私たちの ヒートパイプと複合材の比較 と 完全なガイドの ヘルプフレームを作成します。
EV パワー エレクトロニクスは、高磁束、軽量、過酷な環境、長寿命など、まさに複合ヒートシンクが解決するために構築された問題です。トラクション インバーターから OBC まで、銅とアルミニウムのろう付け設計により、固体銅の質量を犠牲にすることなく冷却を実現します。接着と銅の比率を適切に行うと、部品が車両よりも長持ちします。
モジュールの設置面積、電力、周囲範囲、重量の予算を Winshare に送信すると、返信されます。 複合ヒートシンクの見積もり と無料の DFM レビュー - ほとんどの EV に関する問い合わせには 2 営業日以内に回答が得られます。複合空冷かコールドプレートかを決めるのに助けが必要ですか?私たちの セレクションガイド と ボンディング方法ガイドで トレードオフをカバーするか、仕様書を添付していただければ分析させていただきます。
なぜEVに固体銅製ヒートシンクを使用しないのでしょうか?
重さ。熱的ニーズを満たす固体の銅ブロックは、複合材の代替品よりも数倍重くなる可能性があり、その質量が航続距離と取り扱いに悪影響を及ぼします。複合材料は、わずかな重量でほとんどの熱的利点をもたらします。
自動車用複合シンクにはろう付けが必要ですか?
ほとんどすべての場合、そうです。エポキシ接着は、車両寿命の振動や -40 ～ +125 °C のサイクルに耐えることはほとんどありません。ろう付け (または溶接) は、パワートレインに隣接する部品にとって信頼できる選択肢です。
複合ヒートシンクは SiC モジュールに対応できますか?
はい、SiC は IGBT よりも高温かつ高密度で動作するため、銅の拡散層と堅牢なろう付け接合の価値がさらに高まります。コンポジットはSiCインバータに最適です。
トラクションインバーター用の複合空冷プレートまたは液体冷却プレート?
それは電力密度と利用可能なエアフローによって異なります。エアフローに適した複合空冷による中程度の負荷（漏れがなく、安価）。非常に高い密度は液体冷却プレートに有利です。多くの設計では、補助装置に複合材料を使用し、メイン インバーターにコールド プレートを使用しています。
