Anwendungsfall von thermisch leitfähigem Silikonfett für elektrische Antriebssysteme von Neufahrzeugen

Einführung: Herausforderungen bei der thermischen Fettwahl für die thermische Bewirtschaftung von NEV

Bei der thermischen Steuerung von elektrischen Antriebssystemen für neue Energiefahrzeuge (NEV)Die Wärmeabbaueffizienz von Leistungshalbleitern (z. B. IGBT- und SiC-Module) bestimmt direkt die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit des FahrzeugsDa das kritische Medium, das den Chip und die Kühlvorrichtung verbindet, die Auswahl des thermischen Schnittstellenfettes von größter Bedeutung ist.Hochwertiges, wärmeleitendes Fett kann den Wärmewiderstand bei Berührung wirksam verringern, um sicherzustellen, dass die Wärmeableitung der IGBT-Anlage und die Wärmeleitung des SiC-Moduls innerhalb der sicheren Grenzen bleiben.Diese Fallstudie untersucht, wie ein NEV-Hersteller wissenschaftlich thermische Paste für Leistungselektronik in einem Wechselrichter ausgewählt hat, um Herausforderungen beim thermischen Management unter extremen Betriebsbedingungen zu lösen.

Beschreibung des Anwendungsszenarios: Harte thermische Umgebung in Invertern

Der Wechselrichter in diesem elektrischen Antriebssystem des NEV-Herstellers verfügt über einen kompakten Innenraum, in dem IGBT/SiC-Module während der Spitzenleistung eine extrem hohe Wärmeflussdichte erzeugen.Aufgrund kontinuierlicher Vibrationen während der Fahrt und mechanischer Belastungen, die durch die Abweichung der Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem Antriebsmodul und der Wärmesenkung verursacht werden, sind herkömmliche thermische Fette sehr anfällig für den "Pump-out-Effekt" oder Ölblutungen.Dies führt nicht nur zur Trocknung und zum Versagen des thermischen Schnittstellenmaterials, sondern löst auch lokale Hotspots ausDas System erfordert daher eine außergewöhnlich hohe Schieben- und Auspumpenfestigkeit,und langfristige thermische Stabilität aus thermischer Paste für Leistungselektronik.

Produktempfehlung und Übereinstimmungslösung: Kombinationsstrategie von G-776 und G-775/G-777

Um den komplexen Anforderungen des elektrischen Antriebssystems gerecht zu werden, empfehlen wir eine Kombinationslösung mit Shin-Etsu-Fett: G-776 als primäres thermisches Schnittstellenmaterial,Ergänzt durch G-775 oder G-777 für Verstärkung oder differenzierte Konstruktion in bestimmten Bereichen. G-776, mit isoparaffinischen Lösungsmitteln verdünnt,Beibehält eine geringe Viskosität (58 Pa·s) für eine einfache automatisierte Abgabe und weist gleichzeitig eine überlegene Auspumpenbeständigkeit und Anti-Kriechleistung im Vergleich zu Allzweckprodukten auf, so dass es ideal für zuverlässige thermische Schnittstellen wie IGBTs und CPUs geeignet ist.G-775 mit hoher Viskosität (500 Pa·s) oder G-777 mit äußerst stabilen physikalischen Eigenschaften können zusammengepaart werden, um eine mehrschichtige thermische Schutzbarriere zu bauen.

Produktvergleichsanalyse: Schlüsselparameter von drei weißen thermischen Fetten

Um die Auswahlgrundlage intuitiver darzustellen, werden in der nachfolgenden Tabelle die Kernparameter von drei weißen thermischen Fetten: G-775, G-776 und G-777 verglichen.G-776 erzielt die beste Balance zwischen der Wärmeleitfähigkeit (3.1 W/m·K) und Anwendungsfreundlichkeit; G-775 bietet mit seinem hohen spezifischen Schwerkraft- und hohen Viskosität höchsten Auspumpenwiderstand;Während G-777 eine Lebensdauer von bis zu zehn Jahren mit einem extrem niedrigen Flüchtigkeitsgehalt gewährleistet (00,1%).

Durchführungsergebnisse und Daten: Verringerung des Wärmewiderstands und Verlängerung der Lebensdauer

Nach der Einführung der Shin-Etsu-Fettlösung mit G-776 als Primärmaterial und G-777 als SekundärmaterialDer Wechselrichter zeigte bei Tests des Dauerbetriebs bei einer Knotentemperatur von 150 °C eine hervorragende Leistung.Die Messdaten deuten darauf hin, daß der Wärmewiderstand der Schnittstelle des IGBT-Moduls im Vergleich zur vorhergehenden Generation des Allzweckfetts um etwa 18% zurückgegangen ist.und die Temperatur der Spitzenverbindung sank um 4.5°C. Nach 2.000 Stunden Tests bei hoher Temperatur, hoher Luftfeuchtigkeit und thermischem Schock wurden keine signifikanten Ölblutungen oder Trocknungen an der G-776-Schnittstelle beobachtet.Die Wachstumsrate des thermischen Widerstands blieb unter 5%, die die Anforderungen an das thermische Management von NEVs für den gesamten Lebenszyklus von 15 Jahren/300000 km vollständig erfüllen.

Häufig gestellte Fragen

1Warum kann nicht allgemeines thermisches Fett direkt in elektrischen Antriebssystemen von NEVs verwendet werden?

Allzweckfett ist anfällig für die Auspumpeffekte unter kontinuierlicher Vibration und thermischer Ausdehnung/Kontraktion, was zu einem Abkühlversagen führt.Elektrische Antriebssysteme müssen thermische Paste für Leistungselektronik verwenden, die eine hohe Schleich- und Auspumpenbeständigkeit aufweist..

2Wird die geringe Viskosität von G-776 die langfristige Zuverlässigkeit beeinträchtigen?

Die G-776 verwendet eine spezielle Lösungsmittelformulierung; ihre anfängliche geringe Viskosität erleichtert die automatische Anwendung, und nach der Verdunstung des LösungsmittelsDie Anti-Kriech- und Ölblutungsbeständigkeit übertrifft die meisten Produkte für allgemeine Zwecke., speziell für Szenarien mit hoher Zuverlässigkeit wie IGBTs konzipiert.

3Wann sollte man G-775 über G-776 wählen?

Wenn der Anwendungsbereich einer extremen mechanischen Belastung ausgesetzt ist oder wenn die Wärmesenkung eine schlechte Flachheit aufweist, die eine dickere Bindungsleitung zur Befüllung von Lücken erfordert,Die hohe Viskosität (500 Pa·s) und die hohe spezifische Schwerkraft von G-775 bieten höchste Auspumpenbeständigkeit und strukturelle Unterstützung.

4Wie wirkt sich der flüchtige Gehalt an thermischem Fett auf das System aus?

Der hohe Flüchtigkeitsgehalt führt dazu, dass das Fett bei hohen Temperaturen trocknet und härtet, wodurch die Wärmebeständigkeit steigt.G-777 gewährleistet bis zu zehn Jahre lang stabile physikalische Eigenschaften bei 200°C, so dass es für wartungsfreie elektrische Antriebssysteme geeignet ist.

5. Wie kann die Anwendungskompatibilität von Shin-Etsu-Fett beurteilt werden?

Die geringe Viskosität von G-776 macht es perfekt kompatibel mit automatisierten Prozessen wie Verteilung und Siebdruck.Wirksam füllen von Mikro-Level-Schnittstellen Hohlräumen zur Verringerung des thermischen Widerstands durch Berührung.

6. Ist diese Kombinationslösung für die SiC-Modulwärmeabgabe geeignet?

SiC-Module haben eine höhere Wärmeflussdichte und strengere Anforderungen an Schnittstellenmaterialien.Die Kombination G-776/G-777 besitzt eine ausgezeichnete Hochtemperaturstabilität und eine geringe Wärmebeständigkeit, so dass es eine ideale Wahl für die Wärmeleitung von SiC-Modulen ist.

Schlussfolgerung und Kontaktrichtlinie

Bei der thermischen Steuerung von NEV-Elektroantriebssystemen ist die Auswahl des geeigneten thermischen Schnittstellenfettes der Eckpfeiler für die langfristige Systemstabilität.Durch die wissenschaftliche Kombination von G-776 und G-775/G-777, können die Schmerzpunkte beim Auspumpen und Trocknen bei IGBT-Wärmeabbau und SiC-Modul-Wärmeleitung wirksam gelöst werden.