EV パワー エレクトロニクスにおける液冷と空冷: コスト、パフォーマンス、切り替え時期

の評価は 液冷自動車アーキテクチャと空冷自動車アーキテクチャ 、電気自動車設計における最も初期のプラットフォームのトレードオフの 1 つです。高密度パワーモジュール上に過小な空冷ヒートシンクを搭載したままにすると、夏の急速充電中に熱ディレーティングが強制され、低ワット数のコントローラーに液体配管を追加すると、BOM 予算が無駄になり、リーク障害ポイントが追加されます。空冷は、局所熱流束が 15 W/cm2 未満の 150 W 未満のモジュールに適合します。総熱負荷が 300 W ～ 500 W を超えるか、チップの熱流束が 30 ～ 50 W/cm² に達すると、液体冷却が必須になります。私たちの中で このガイドでは、自動車の熱管理ソリューションの ポートフォリオに基づいて、インバーター、車載充電器、および ECU の正確なスイッチング境界を定義します。

1. EV パワー エレクトロニクスの冷却トレンド: SiC モジュールと電力密度の上昇

5 年前、400V 乗用 EV は、比較的大きなダイの設置面積と控えめなスイッチング周波数を備えたシリコン IGBT (絶縁ゲート バイポーラ トランジスタ、中高電圧コンバータで使用される 3 端子パワー半導体スイッチ) モジュールに依存していました。現在、800V アーキテクチャと炭化ケイ素 (SiC) MOSFET への移行により、インバーターとオンボード充電器 (OBC) のパッケージ体積が半分に減り、連続電流定格が向上しました。

総廃熱を削減せずに半導体ダイの面積を縮小すると、局所的な熱流束（熱量をアクティブなチップ面積で割ったもの、W/cm2 で表される）が急激に上昇します。最新の EV パワー エレクトロニクス冷却 ハードウェアは、炭化ケイ素ジャンクション温度を 150 ～ 175 ℃ 未満に保ちながら、A4 紙 1 枚よりも小さい設置面積から 2 kW ～ 12 kW の廃熱を取り出す必要があります。

1.1 炭化ケイ素 (SiC) と両面冷却圧力

炭化ケイ素ダイは従来のシリコン IGBT よりも高い電流密度で動作するため、通常のチップレベルの熱流束はピーク加速時または回生制動時に 60 ～ 120 W/cm² に達します。ベースプレートまたは DBC (直接接合銅、電気的絶縁と熱拡散のために両面にシート銅を接合したセラミック基板) の界面でも、熱流束が 30 ～ 50 W/cm2 を下回ることはほとんどありません。

これらの小さなダイから十分な速さで熱を奪うために、Tier-1 サプライヤーは片面ベースプレートから直接冷却ピンフィン モジュールおよび両面冷却モジュールに移行しています。両面スタックでは、冷却チャネルがパワー スイッチの上面と下面の両方を挟み、接合部から冷却剤までの熱抵抗 (Rth、K/W 単位で測定) を 30% ～ 40% 削減します。エアフィンは、これらのタイトなサンドイッチスタックの内側に収まることができず、必要な対流熱除去率に適合することもできません。

1.2 インバータ、OBC、DC-DC コンバータにわたる熱流束の増加

車両シャーシ全体のパワー エレクトロニクスがマルチインワン ドメイン ハウジングに統合され、これまで別々のゾーンに存在していた熱負荷が集中します。

· トラクション インバーター (ピーク電気出力 150 kW ～ 350 kW):  97% ～ 98.5% の変換効率でも、トラクション インバーターは 4 ～ 8 リットルの筐体内で 3 kW ～ 8 kW の熱損失を生成します。

· 統合型 OBC + DC-DC ユニット (11 kW ～ 22 kW AC 充電 + 3 kW DC-DC): 双方向充電および V2G (車両からグリッドへ) デューティ サイクルにより、車両がラムエア エアフローゼロで静止している間、600 W ～ 1,400 W の継続的な熱が 4 ～ 8 時間生成されます。

· セントラルゾーンおよび自動運転 ECU: ハイコンピューティングのシステムオンチップ (SoC) プロセッサーは、周囲の空気が 65°C ～ 85°C に達する密閉されたキャビンまたはフランクベイ内で 100 W ～ 400 W を消費するようになりました。

2. 自動車エンクロージャ内の空冷の物理的限界

空気は熱伝導性の悪い流体です。大気圧での乾燥空気の熱伝導率は、およそ 0.026 W・m⁻¹・K⁻⊃1 です。体積熱容量は、水とエチレングリコール (WEG) の 50/50 混合物よりも 3,000 分の 1 以上低くなります。エンジニアが比較する場合 液冷と空冷を、その流体特性の差により、空冷アルミニウム製ハウジングが拒否できる電力の大きさに物理的な厳しい上限が設定されます。

2.1 熱抵抗 (Rth) 天井とフィンの体積ペナルティ

自然対流 (ファンを使用しない受動的空冷) では、対流熱伝達係数は 5 ～ 15 W・m⁻²・K⁻¹ の間にあります。強制空冷用の高速アキシャルファンまたはブロワーファンを追加すると、その係数は 35 ～ 100 W·m⁻²·K⁻¹ に上昇します。

空気の対流係数が非常に低いため、空冷ヒートシンクの熱抵抗を 0.15 K/W 以下に下げるには、膨大な表面積が必要になります。エンジニアは、幅の広いベースプレート全体にわたって、高い押出成形またはスカイブ加工アルミニウム フィン (高さ 40 mm ～ 80 mm) を指定する必要があります。コンポーネントの設置面積での熱流束が 15 ～ 20 W/cm2 を超えると、アルミニウム ベースプレート内の伝導拡散抵抗により、中心から端までの厳しい温度勾配が発生します。つまり、中心チップが過熱している間、外側のフィンはほとんど仕事をしません。

2.2 密閉型 IP67/IP6K9K エンクロージャ、音響ノイズ、およびファンの信頼性

データセンターのサーバーや産業用キャビネットとは異なり、自動車のボンネットやアンダーボディの電子機器は、周囲の空気を内部の PCB やパワー デバイスに直接吹き付けることができません。自動車のハウジングは、IP67 (最大 1 メートルの浸漬) および IP6K9K (高圧高温スチームジェット洗浄) の浸入テストに合格する必要があります。

この密閉要件により、空冷の運用上の 3 つの障壁が生じます。

1. 内部エアギャップ抵抗: 内部インダクタ、トランス、および MOSFET からの熱は、エンクロージャの壁を通って外部の鋳造または押し出しフィンに伝導し、追加の界面層を追加する必要があります。

2. 定常充電騒音制限:  EV が夜間に住宅の私道で充電する場合、OEM は車外音響騒音を 1 メートルで 45 dBA ～ 52 dBA に制限します。空冷 OBC または DC-DC コンバーターで高静圧冷却ファンを動作させると、車室内および車外の NVH (騒音、振動、およびハーシュネス) 目標に違反します。

3. 過酷な環境でのファンの故障: 道路の粉塵、泥スラリー、氷雨、および -40°C ～ +105°C の熱衝撃にさらされた外部冷却ファンは、車両の 10 年/250,000 キロメートルの耐用年数目標よりかなり前に、ベアリングの摩耗やブレードの詰まりに見舞われます。

· パッシブ自然対流空冷は 、ボンネット下のオープンゾーンで消費電力が 60 W ～ 80 W 未満の密閉型 ECU および DC-DC モジュールに適しています。 強制空冷ファンによる冷却は 、きれいな空気が利用できる 80 W ～ 180 W のキャビン搭載インフォテインメントまたはドライゾーン ADAS ボックスに適しています。

· 決定ルール 1: 道路飛沫、泥汚れ、または厳格な定置型急速充電 NVH 制限にさらされるアンダーボディまたはロークレードルの EV パワー エレクトロニクス用の外部強制空冷ファンを除外します。

3. EVパワーエレクトロニクスにおける液体冷却の性能上の利点

強制空気からポンプ送出の 50/50 水-グリコールに切り替えると、対流熱伝達係数が約 50 W·m⁻²·K⁻⊃1 から増加します。 3,000 ～ 15,000 W·m⁻²·K⁻¹マイクロチャネルまたはピンフィンフィールド内。主要な利点を理解することは、 液体冷却がもたらす エンジニアリング チームがプラットフォーム調達への流体接続を正当化するのに役立ちます。

3.1 4x ～ 5x の熱流束処理とジャンクション温度制御

液体冷却プレートの内部では、高速グリコール冷却剤ストリップが取り付け壁の背面または一体化されたピンフィンから直接加熱されます。強制空気ヒートシンクが 15 W/cm2 を超えると困難な場合でも、打ち抜き、押し出し、または真空ろう付けされたコールド プレートは、熱抵抗を 0.008 K/W ～ 0.035 K/W に抑えながら、50 ～ 120 W/cm2 を快適に管理します。

熱流束処理におけるこの 4 倍から 5 倍の飛躍は、半導体の節約に直接つながります。 SiC MOSFET ダイのコストは炭化ケイ素のウェーハ面積に比例するため、高効率のコールド プレートでピーク ジャンクション温度を 20°C 低く保つことで、電気技術者は同じピーク電流に対して並列パワー ダイの数を少なくすることができます。エンジニアは、チャネルアーキテクチャとフィンの形状を当社の製品全体で比較できます。 カスタム液体コールド プレート アセンブリ。 流量を目標の Rth 値と一致させるための

3.2 エンベロープの圧縮と車両の共有熱ループ

高さ 60 mm の外部エアフィンを 8 mm ～ 15 mm の一体型液体冷却プレートに置き換えると、エンクロージャの高さが 50% ～ 70% 削減され、ハウジングの鋳造重量が 30% ～ 45% 削減されます。さらに重要なことは、液冷インバーターまたは ECU には、専用のポンプ、ラジエーター、膨張タンクが必要ないことです。

最新のバッテリー式電気自動車はすべて、バッテリー パックとドライブ ユニットに機能する中央の熱ループを介して水グリコール冷却剤をすでに循環させています。 OBC、DC-DC コンバータ、および高出力 ECU をメイン パワートレイン チラー ループと直列または並列に配管することにより、液体冷却の増分コストは、コールド プレート チャネル、2 つのクイック接続ノズル、および短いジャンパー ホースのみに下がります。この車両レベルのループがどのようにパックに接続されているかを、 EVバッテリーコールドプレート選択ガイド.

統合された 3-in-1 e-アクスル (トラクション インバーター、減速ギアボックス、および電気モーターを 1 つの鋳造ハウジングに組み合わせたもの) では、インバーターのコールド プレートが冷却剤の流れをモーターのステーター ジャケットと直接共有することがよくあります。の内訳をご覧ください EV モーター オイルと水グリコール冷却 のシリーズ フロー シーケンス ルール。

· 専用の空冷ハウジングは 、既存の冷却剤配管から遠く離れた独立した低電力センサーや本体コントローラーに適しています。 共有ループ液体冷却プレートは、 パワートレインまたはバッテリー マニホールドの近くに取り付けられたインバーター、OBC、および中央演算 ECU により適しています。

· 決定ルール 2:  EV コンポーネントが既存の水-グリコール パワートレイン ループから 500 mm 以内に設置され、200 W を超える電力を消費する場合は、専用の高出力冷却ファンや背の高いフィン付き鋳物を追加するのではなく、既存の液体ループを活用します。

4. システムの総コストのトレードオフ: フィン付きヒートシンクと液体コールド プレート ループ

調達管理者は、なぜ水冷エンクロージャの機械図面では、基本的なダイキャスト製のフィン付きボックスよりも高価な見積もりが提示されているのに、最終的に高出力プラットフォームでは車両の総コストを下げることができるのか、とよく尋ねます。答えは、コンポーネント レベルの BOM コストとシステム レベルのパッケージングおよび半導体の節約を比較することにあります。

4.1 コンポーネントの BOM の内訳: 押出成形/ダイキャストフィン vs コールドプレートおよび配管

空冷ハウジングに必要なのは、単一の高圧ダイカスト (ADC12 または AlSi10Mg) または 6063-T6 押出成形品に加えて、取り付け面の CNC 機械加工と環境に優しい表面仕上げだけです。溶接継ぎ目、ヘリウム漏れテスト、流体フィッティングはありません。

対照的に、液冷ハウジングを構築するには以下が必要です。

1. 流体キャビティの形成 (ダイカスト、CNC フライス加工、押出成形、またはスタンピングによる)。

2. 摩擦撹拌溶接 (FSW) または真空ろう付けによってチャネル カバーをシールします。

3. 2 つの SAE J2044 クイックコネクト冷却液スピゴット (EPDM O リングまたは溶接ジョイント付き) を加工して取り付けます。

4. 100% の最終耐気テスト (3.5 ～ 5.0 bar) および真空チャンバー ヘリウム質量分析計のリーク テスト (通常 <= 1.0×10-7 mbar・L/s) を実行します。

5. 車両組立工場で外部 EPDM ホース、スプリング クランプ、比例ポンプ容量を追加します。

4.2 重量、寄生電力、およびアセンブリの複雑さの比較表

以下の表は、車載パワー エレクトロニクスのコア エンジニアリングおよび購入指標全体で、空冷と液冷を比較しています。

 

5. いつ切り替えるべきか: 臨界熱流束閾値と決定ルール

アーキテクチャの凍結中に熱チーム、機械チーム、購買チームの間でやり取りされる議論を排除するには、具体的なワット数と熱流束の境界を適用します。

5.1 30 ～ 50 W/cm² の熱流束境界とモジュール全体の電力遮断

自動車エレクトロニクスでは、空気から液体への移行は、ボックスの合計熱出力または局所的なチップ熱流束のどちらかのしきい値に最初に到達するかによって決まります。

· 総電力が 100 W 未満で、局所磁束が 8 W/cm² 未満の場合: パッシブな自然対流のダイカストまたは押し出しアルミニウムのフィンを使用してください。ここで液体冷却を使用すると、不必要なコストと配管重量が追加されます。

·  100 W ～ 250 W の総電力および 8 ～ 20 W/cm² の局所磁束: グレー ゾーン。ユニットが清潔で換気されたキャビンゾーン内に取り付けられている場合、強制空冷 (または内部の銅製ヒートパイプを利用したパッシブフィン) が適切に機能します。ユニットが密閉された 85°C のボンネット下ベイまたはアンダーボディ クレードルに取り付けられている場合は、 液冷ヒートシンク ECU プレートに切り替えてください。

· 総電力が 300 W を超えるか、局所熱流束が 30 ～ 50 W/cm² 以上: 液体冷却が必須の領域。 30 W/cm2 を超えると、空冷ベースプレートは深刻な熱拡散のボトルネックに悩まされます。 50 W/cm2 の最大電流では、厚い銅製ヒート スプレッダでも、半導体の最大接合温度を超えることなく熱をエア フィンに十分に速く移動させることはできません。

SiC パワースイッチが日常的に 60 ～ 100+ W/cm² を生成し、総損失が 3,000 W を超えるの場合 EV インバーター冷却、高密度真空ろう付けマイクロフィンまたは鍛造ピンフィン コールド プレートが唯一の実行可能なエンジニアリング パスです。詳しくはこちらをご覧ください SiC トラクション インバーター コールド プレート設計 により、内部ピンフィン形状と圧力降下のバランス規則が実現されています。

5.2 サブシステム決定マトリックス (トラクション インバーター、OBC、DC-DC、ゾーン/ADAS ECU)

以下の表を使用して、車両サブシステムごとに適切な熱アーキテクチャを選択してください。

 

5.3 実際のエンジニアリング シナリオ: 11 kW OBC + 3 kW DC-DC コンボ ボックスのアップグレード

· 背景:  EV Tier-1 サプライヤーは、スタンドアロンの 6.6 kW 空冷車載充電器を、単一のボンネット下のアルミニウム エンクロージャに収容された統合型 11 kW 双方向 OBC + 3 kW DC-DC コンバータにアップグレードしていました。

· 課題: 総熱放散は 240 W から 780 W に急増し、SiC パワー FET は局所的な熱流束を 34 W/cm2 に押し上げました。空冷フィン付きハウジングを維持するには、ボックスの高さを 95 mm から 165 mm に増やし、58 dBA に達するデュアル 12 V 軸流ファンを稼働させる必要がありました。これは、OEM のガレージ充電騒音制限である 48 dBA を満たしていません。

· 技術的考慮事項と選択ロジック: エンジニアリング チームは、6061-T6 摩擦撹拌溶接カバー プレートで密閉された開いた蛇行流体チャネルを備えた共有ベースプレート ADC12 ダイキャスト エンクロージャに切り替えました。車両の既存の 6 L/min 水グリコール冷却ループを活用することで、MOSFET ジャンクション温度をディレーティング限界より 22°C 低く保ち、エンクロージャの高さを 78 mm に削減し、ファンの故障モードを排除し、45 dBA の音響テストに合格しました。

· 決定ルール 3: オンボード充電器または DC-DC コンバータの総熱損失が 300 W を超える場合、または夜間の定置充電中に静かに動作する必要がある場合は常に、空冷から一体型ダイキャスト + FSW 液体冷却プレートに直ちに切り替えます。

6. ハイブリッド パッシブ + リキッド スキームとコスト最適化された代替案

すべての EV 電子モジュールが、極度のローエンド (純鋳造フィン) または極度のハイエンド (真空ろう付けされたマイクロチャネル コールド プレート) にきれいに収まるわけではありません。 2 つの中間熱アーキテクチャが、中出力エレクトロニクスのコストとパフォーマンスのギャップを埋めます。

6.1 空冷ハウジングに組み込まれたヒートパイプとベーパーチャンバー

自動運転ドメイン コントローラーが合計 110 W を放散するとします。理論的には、外側のフィン付きアルミニウム ハウジングが車室内の空気に放出することができます。ただし、その熱のうち 75 W は単一の 20 mm x 20 mm SoC ダイ (18.75 W/cm2) から発生します。鋳造アルミニウム (ADC12、~96 W·m⁻¹·K⁻¹) は熱の拡散が不十分なため、外周フィンは冷たいままですが、プロセッサーの真上にホット スポットが形成されます。

110 W ボックスの液体配管の費用を支払う代わりに、エンジニアはアルミニウムのハウジング ベースに溝を機械加工し、平坦な C1020 銅ヒート パイプ (または 2 相銅蒸気チャンバー) を SoC 上に直接はんだ付けまたはエポキシで取り付けます。 5,000 ～ 15,000 W·m⁻¹K⁻¹ の有効軸方向熱伝導率を備えた銅製ヒート パイプは、集中したチップの熱をアルミニウム フィン アレイの隅々まで運び、流体ラインを追加することなく空冷の天井を 30% ～ 50% 拡張します。

6.2 中熱流束モジュール用の埋め込み管コールド プレート

モジュールに液冷が必要（たとえば、400 W ～ 800 W の補助インバータ、商用車の DC-DC コンバータ、中出力バッテリ充電器）が年間生産量 10,000 ユニット未満の場合、順送スタンピング金型や複雑な真空ろう付けピンフィン工具への投資は、プログラムの ROI を損なう可能性があります。

これらの中程度の熱流束シナリオ (10 ～ 25 W/cm²) では、埋め込みチューブ (圧入チューブ) コールド プレートが実用的な妥協点を提供します。メーカーは、蛇行溝を備えたアルミニウム ベースプレートを CNC 機械加工または押し出し加工し、連続シームレス銅またはステンレス鋼チューブ (または押し出しアルミニウム マルチポート チューブ) をプレートに直接機械的に圧入またはエポキシ接着します。

流体は内部溶接やろう付けの継ぎ目がない連続シームレスチューブ内を完全に流れるため、漏れリスクはほぼゼロに低下し、工具の NRE は最小限に抑えられます。エンジニアは、当社の標準的な圧入およびエポキシ接着の形状をレビューできます。 組み込みチューブ コールド プレートの製品ページ。 低～中規模プログラムのコスト削減を評価するための

· 銅製ヒート パイプによる空冷は 、ボックスの総ワット数がエア フィンに対して十分に低い 80 W ～ 160 W ECU に適していますが、単一の高磁束プロセッサが局所的なホット スポットを生成します。 埋め込みチューブ液体冷却プレートは 、高ろう付けまたは FSW ツール NRE を使用せずに漏れのない液体冷却を必要とする、中程度の熱流束 (< 25 W/cm²) を備えた 300 W ～ 1,000 W のパワー モジュールに適しています。

· 決定ルール 4: 総熱量が 150 W 未満で局所熱束が 12 ～ 22 W/cm2 の場合、埋め込み銅製ヒート パイプを使用して空冷を拡張します。低から中量 (< 10,000 ユニット/年) および中程度の熱流束で液体冷却が必要な場合は、埋め込みチューブ コールド プレートを指定します。

自動車プラットフォームでは、L2+ ADAS モジュールに空冷ヒート パイプ、OBC に FSW ダイキャスト コールド プレート、SiC インバーターに真空ろう付けピンフィン プレートが使用されることが多いため、これらすべてのフォーマットを製造するサプライヤーと協力することで、偏った推奨事項を防ぐことができます。 2009 年に東莞で設立された Guangdong Winshare Thermal Technology Co., Ltd. は、IATF 16949、ISO 9001、ISO 14001、および ISO 45001 品質システムに基づいて、800 名以上の従業員と 200 以上の特許を有する 60,000 平方メートルの製造拠点を運営しています。 Winshare は、社内で CNC 加工、スカイビング、​​摩擦攪拌溶接、真空ろう付け、ダイカスト、ヒート パイプ、スタンピングを行い、タイのチョンブリに建設中の工場を備え、BYD、Geely、Chery、XPeng、Lucid、Li Auto、Sungrow、Delta に空冷式と液冷式の両方の生産ハードウェアを供給しています。

7. 結論

どちらを選択するかは、 液冷自動車設計と空冷自動車設計の モジュールの総ワット数、チップレベルの熱流束、および車両レベルのコストと NVH 制約に対する取り付けゾーンを適合させることになります。

·総放散が 150 W 未満に 収まり 、局所的なチップの熱流束が 15 ～ 20 W/cm² 未満に留まり、エンクロージャに固定ファンの騒音制限に違反することなく十分なエア クリアランスがある場合は、パッシブまたはヒート パイプによる空冷を維持します。

·適度な熱流束 (20 ～ 35 W/cm²) が厳密なスペース エンベロープを満たす 250 W ～ 1,000 W モジュール (ハイコンピューティング L4 ADAS ドメイン コントローラーや低容量コンバータなど) 用 の埋め込みチューブまたは押出成形 FSW 液体冷却プレート にステップアップします。

·総熱負荷が 500 W を超えるか、局所的な SiC 半導体熱流束が 30 ～ 50 W/cm² を通過する場合は常に 、ダイキャスト + FSW または真空ろう付けピンフィン液体コールド プレートを指定します 。車両の既存の水-グリコール ループを利用して、ボックスの体積を縮小し、ジャンクション温度を保護します。

 

よくある質問

EV ECU が空冷から液冷に切り替えるには、正確にどのくらいの電力または熱流束レベルが必要ですか?

密閉された自動車環境 (周囲温度 65 °C ～ 85 °C) では、パッシブ自然対流空冷は、エンクロージャの総損失が 60 W ～ 80 W 付近で限界に達し、強制空冷 (ヒート パイプ拡散による) は 150 W ～ 220 W 付近で最高に達します。ボックスの合計ワット数に関係なく、局所的なチップの熱流束が一貫して超過した場合は、液体冷却 (または 2 相ベーパー チャンバー + 液体) に切り替える必要があります。 30W/cm2。

EV パワー エレクトロニクスのコールド プレートは、冷却剤ループにどの程度の圧力降下を追加する必要がありますか?

ほとんどの自動車 OEM の熱バジェットは、公称水グリコール流量 6 L/min ～ 16 L/min で、個々の OBC、DC-DC、または ECU コールド プレート全体で 10 kPa ～ 30 kPa (0.10 ～ 0.30 bar) の油圧降下、および高密度 SiC トラクション インバータ ピンフィン コールド プレート全体で 15 kPa ～ 45 kPa の油圧降下を割り当てます。

空冷ダイカストアルミニウムハウジングをプログラムの途中で液冷に変換できますか?

エンクロージャの取り付けエンベロープが保存されている場合は、はい。 B サンプルまたはミッドサイクルのリフレッシュ中に、エンジニアは既存の高圧ダイカスト ツールを頻繁に修正し (または鋳物から平らなリア フィン キャビティを機械加工し)、底壁に蛇行冷却剤チャネルをフライス加工し、摩擦撹拌溶接 (FSW) を使用してキャビティ上に 3 mm ～ 4 mm の鍛造 6061 アルミニウム カバー プレートをシールし、ボルトオンまたは溶接された冷却剤スピゴットを追加します。

EV インバーターまたは ECU コールド プレートのサイズを決定する際、冷却剤入口温度はどの程度を想定すればよいですか?

さわやかな 20°C の水を供給する産業用チラーとは異なり、自動車のパワートレインの水とグリコールのループは、夏の高速道路の登りや DC 急速充電中に高温になります。熱エンジニアは通常、水とエチレングリコールの 50/50 混合物を使用して、公称冷却剤入口温度 50 °C ～ 65 °C (ピーク過渡変動は最大 70 °C) 付近で EV パワー エレクトロニクス コールド プレートを設計します。

液冷 OBC では、なぜダイカスト アルミニウム ハウジングが真空ろう付けではなく FSW で密閉されているのですか?

統合された OBC およびインバータ エンクロージャは通常、ADC12 または AlSi10Mg アルミニウムから高圧ダイキャストで作られ、複雑な 3D コネクタ壁と取り付けブラケットをワン ショットで形成します。高圧ダイカストには微細な閉じ込められたガス細孔があり、真空ろう付け炉で 600°C に加熱すると膨張して膨れが発生します。摩擦撹拌溶接は、500°C 未満の固体状態でチャンネル カバー プレートを局所的に接合し、鋳物に膨れを生じさせることなくヘリウム密閉シールを作成します。

埋め込み管コールド プレートが FSW または真空ろう付けコールド プレートに負けるのはいつですか?

埋め込みチューブコールドプレートは、およそ 20 ～ 25 W/cm2 まで良好に機能しますが、円形または平坦なチューブ壁は、その周囲に沿って機械加工されたベースプレートの溝にのみ接触し（多くの場合、薄いエポキシまたは圧入界面で分離されています）、FSW や真空ろう付けコールド プレートで使用される内部のスカイブド フィン、打ち抜きディンプル、または鍛造ピンフィン アレイよりも高い伝導熱抵抗と濡れた表面積が少なくなります。