Caso de aplicación de la grasa de silicona conductora térmica para el sistema de accionamiento eléctrico de los vehículos de nueva energía

Introducción: Desafíos en la selección de grasa térmica para la gestión térmica de NEV

En la gestión térmica de los sistemas de propulsión eléctrica de vehículos de nueva energía (NEV),la eficiencia de disipación de calor de los semiconductores de potencia (como los módulos IGBT y SiC) determina directamente el rendimiento energético y la fiabilidad del vehículoComo el medio crítico que conecta el chip y el disipador de calor, la selección de grasa de interfaz térmica es de suma importancia.La grasa de conductividad térmica de alta calidad puede reducir eficazmente la resistencia térmica al contacto, asegurando que la disipación térmica del IGBT y la conducción térmica del módulo SiC se mantengan dentro de límites seguros.Este estudio de caso explora cómo un fabricante de NEV seleccionó científicamente la pasta térmica para la electrónica de potencia en un inversor para resolver los desafíos de gestión térmica en condiciones de funcionamiento extremas.

Descripción del escenario de aplicación: Ambiente térmico hostil en inversores

El inversor de este sistema de accionamiento eléctrico del fabricante de NEV presenta un espacio interno compacto, donde los módulos IGBT/SiC generan una densidad de flujo de calor extremadamente alta durante la potencia máxima.Debido a la vibración continua durante la conducción y a la tensión mecánica causada por el desajuste de los coeficientes de expansión térmica entre el módulo de potencia y el disipador de calorLas grasas térmicas tradicionales son muy susceptibles al "efecto de bombeo" o sangrado de aceite.Esto no sólo conduce al secado y falla del material de interfaz térmica, sino que también desencadena puntos calientes localesPor lo tanto, el sistema requiere una resistencia excepcionalmente alta contra el deslizamiento, la resistencia a la extracción,y estabilidad térmica a largo plazo de la pasta térmica para electrónica de potencia.

Recomendación de producto y solución de correspondencia: estrategia de combinación de G-776 y G-775/G-777

Para hacer frente a los complejos requisitos del sistema de accionamiento eléctrico, recomendamos una solución combinada utilizando grasa Shin-Etsu: utilizando G-776 como el material de interfaz térmica primaria,Complementado por G-775 o G-777 para el refuerzo o el diseño diferenciado en áreas específicas. G-776, diluido con disolventes isoparafinados,mantiene una baja viscosidad (58 Pa·s) para una fácil distribución automatizada, al tiempo que demuestra una resistencia superior a la extracción de la bomba y un rendimiento antiarrastre en comparación con los productos de uso general, lo que lo hace ideal para interfaces térmicas de alta fiabilidad como IGBT y CPU.G-775 con alta viscosidad (500 Pa·s) o G-777 con propiedades físicas extremadamente estables pueden combinarse para construir una barrera de protección térmica de múltiples capas.

Análisis de comparación de productos: parámetros clave de tres grasas térmicas blancas

Para demostrar de manera más intuitiva la base de la selección, el siguiente cuadro compara los parámetros básicos de tres grasas térmicas blancas: G-775, G-776 y G-777.El G-776 logra el mejor equilibrio entre la conductividad térmica (3.1 W/m·K) y conveniencia de aplicación; el G-775 proporciona la máxima resistencia a la extracción por bombeo con su alta gravedad específica y alta viscosidad;mientras que el G-777 garantiza una vida útil de hasta diez años con un contenido volátil extremadamente bajo (00,1%).

Resultados y datos de aplicación: reducción de la resistencia térmica y prórroga de la vida útil

Después de introducir la solución de grasa Shin-Etsu con G-776 como material primario y G-777 como material secundario,el inversor demostró un excelente rendimiento durante los ensayos de funcionamiento continuo a una temperatura de unión de 150 °CLos datos medidos indican que la resistencia térmica de la interfaz del módulo IGBT disminuyó en aproximadamente un 18% en comparación con la generación anterior de grasa de uso general.y la temperatura máxima de la unión se redujo en 4.5 °C. Después de 2.000 horas de pruebas de ciclos de alta temperatura, alta humedad y choque térmico, no se observó sangrado o secado significativo del aceite en la interfaz G-776.La tasa de crecimiento de la resistencia térmica se mantuvo por debajo del 5%, que cumple perfectamente los requisitos de gestión térmica del ciclo de vida completo de 15 años/300 000 km para los NEV.

FAQ: Preguntas frecuentes

1¿Por qué no se puede utilizar grasa térmica de uso general directamente en los sistemas de accionamiento eléctrico de los NEV?

La grasa de uso general es propensa al efecto de bombeo bajo vibración continua y expansión/contracción térmica, lo que conduce a una falla de enfriamiento.Los sistemas de accionamiento eléctrico deben utilizar una pasta térmica para la electrónica de potencia con una alta resistencia contra el deslizamiento y la salida de la bomba..

2¿La baja viscosidad del G-776 afectará la fiabilidad a largo plazo?

No. G-776 utiliza una formulación especial de disolvente; su baja viscosidad inicial facilita la aplicación automática, y después de la evaporación del disolvente,Su resistencia a la corrosión y a las hemorragias por aceite supera a la mayoría de los productos de uso general., diseñado específicamente para escenarios de alta fiabilidad como los IGBT.

3¿Cuándo debería elegirse el G-775 en lugar del G-776?

Cuando el área de aplicación esté sujeta a una tensión mecánica extrema o cuando el disipador de calor tenga una baja planitud que requiera una línea de unión más gruesa para llenar los huecos,La alta viscosidad (500 Pa·s) y la alta gravedad específica del G-775 proporcionan una resistencia máxima a la extracción y un soporte estructural.

4¿Cómo afecta el contenido volátil de grasa térmica al sistema?

El alto contenido de volatilidad hace que la grasa se seque y se endurezca a altas temperaturas, aumentando la resistencia térmica.El G-777 garantiza propiedades físicas estables durante hasta diez años a 200 °C, por lo que es adecuado para sistemas de accionamiento eléctrico sin mantenimiento.

5¿Cómo evaluar la compatibilidad de aplicación de la grasa Shin-Etsu?

La baja viscosidad del G-776 lo hace perfectamente compatible con procesos automatizados como la distribución y la serigrafía.llenando eficazmente los huecos de las interfaces de micro nivel para reducir la resistencia térmica al contacto.

6¿Es esta solución combinada adecuada para la disipación de calor del módulo SiC?

Los módulos de SiC tienen una mayor densidad de flujo de calor y requisitos más estrictos para los materiales de interfaz.La combinación G-776/G-777 posee una excelente estabilidad a altas temperaturas y baja resistencia térmica, por lo que es una opción ideal para la conducción térmica de módulos SiC.

Conclusión y orientación de contacto

En la gestión térmica de los sistemas eléctricos de propulsión NEV, la selección de la grasa de interfaz térmica adecuada es la piedra angular para garantizar la estabilidad del sistema a largo plazo.A través de la combinación científica de G-776 y G-775/G-777, los puntos débiles de bombeo y secado en la disipación de calor IGBT y la conducción térmica del módulo SiC se pueden resolver de manera efectiva.