电驱系统温控杂谈（上）

2022-03-17 15:36

3．IGBT等功率器件温升

逆变器的最大功率电流由半导体功率芯片（以下简称芯片）的温度上限决定。通过提高功率模块基片的散热性能，降低了芯片的温升，提高了芯片的最大电流值。电源模块基片具有散热、绝缘、固定芯片、导电等功能。其热辐射性能影响芯片的温升。当汽车处于运动状态时，芯片的温度会急剧上升，例如发动机启动产生瞬态热量和持续运行产生稳定热量。

式中：R为热阻，L为厚度，k为导热系数，A为面积特点：－H公司与T公司的最大的区别在于功率元件的冷却方法。H公司采用了传动的单面冷却，与此相对，T公司则采用了双面冷却；然H公司针对冷却效能并非比T公司差；－H公司采用C－Cu，是一种由多孔碳基体浸渍铜制成的复合材料。它的导热系数与Cu相当，热膨胀系数与Si相当。通过将较厚的C－Cu层直接置于芯片下方，既减少了焊接部分的应力，又实现了高热容量。

4．高压线束温升

纯电动汽车的运行特点决定了线束的特殊性，相比低压线束，高压线束具有以下特点：高电压。车辆动力电池最高电压达到 420 V，甚至更高，要求线束绝缘材料具有更高的介电强度和规格尺寸。大电流。动力电池容量为 100 Ah，按国标试验方法的恒流放电 9I3计算，输出电流可达 300 A，线束能够稳定运行，就需要更大的连接器接触面积和导线截面积。密封性。水和灰尘的侵蚀将导致线束绝缘性能下降，造成高压击穿、漏电等安全隐患，要求线束有更高的防护等级。高耐热。车辆大电流运行时的焦耳效应会产生热量，导致线束自身和周围温度上升，使线束产生更大的温升，要求线束具有更好的耐热性能，国标规定非热源附件线束的耐温为 105 ℃，高压线束耐热性一般要达到 125 ℃，甚至更高。抗电磁干扰。电动车辆运行时，反复变化的电器负荷与系统中大量采用的变频技术，造成线束电压、电流和频率的剧烈波动，产生较大的电磁干扰，并对车辆本身及周围环境的电气电子设备造成影响，所以线束需要对电磁干扰进行屏蔽，以满足电磁兼容性（EMC）要求。耐久性能。线束应具有耐温、耐候、耐介质腐蚀、耐振以及导线破损防护等性能，并具备较大的安全余量和连接寿命，保证车辆长期可靠运行。成本高。车辆运行条件和使用环境的特殊性，导致高压线束成本昂贵。设计中，应避免结构与规格的过度选配，造成成本上升以纯电动汽车的驱动电机系统为例，根据电机功率计算变频器的输入峰值Pb1：

动力电池在整车大负荷运行时，往往会造成较大的电压降。根据锂电池充放电曲线，此压降按低于标称电压的 10％计算，则电机变频器的峰值输入电流 Ibmax：

可用以下公式估算绝缘层能够承受的过流持续时间

5．减速器油封唇口温升

针对电驱系统的密封系统，因其所密封对象的线速度过高，故而针对密封系统，通常为基础材质与唇口材质二者合一方案进行；考虑到唇口处的油温相比油温高出30℃～50℃。但选型设计过程中，并非指单一为了温度而过剩选取材料，密封区域的结构设计尤为重要。尤其需要注意润滑油路及内部压力波动，提到这一点对于一体式动力总成尤为重要。