一种电动汽车充电模块的微通道散热器特性研究

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1、第12期机械设计与制造2O15年12月MachineryDesign&Manufacture77一种电动汽车充电模块的微通道散热器特性研究张卫国，陈景茹，徐石明，陈良亮(国电南瑞科技股份有限公司，江苏南京211100)摘要：根据电动汽车充电机中大功率模块IGBT板的产热特性，设计了一种具有辐射状流道的散热器，并通过fluent数值模拟，对其入流速度、出口宽度以及一级流道的个数等参数对散热器散热性能的影响进行分析。研究表明：(1)辐射状流道的散热器使得IGBT板表面温度分布较均匀，从中心向外，温度成逐渐递增趋势，越靠近中心部位，IGBT板的散热效果越

2、好。(2)入口流速较大、出1：7较宽的散热器散热性能较好；一级流道的个数为8的散热器与一级流道为4的散热器相比，流道分布范围内的温升相对较小，散热性能较好。关键词：微通道；热仿真；电动汽车充电模块中图分类号：TH16文献标识码：A文章编号：1001—3997(2015)12—0077—03TheCharacteristicResearchontheMicrochannelRadiatorOfanElectricVehicleChargerModuleZHANGWei—guo，CHENJing-ru，XUShi—ming，CHENLiang-lian

3、g(StateGridNARYTechnologyCo．，Ltd．，JiangsuNanjing211100，China)Abstract：AccordingtothethermalcharacteristicsoftheIGBTmodule娜apartofelectricvehicle．anew-typemicrochannelradiatorwithradialflowpathsisdesigned，andanalyzedtheinfluenceoftheinflowrate，exitwidthandthefirst-classportnumb

4、eronitscoolingpe~ormanccthroughnumericalsimulationbythefluent8oj~ware．Theresearchshowsthat：(1)TheradiatorwithradialflowmolfestheIGBTmodulesu~acetemPeraturedistributionre,oreevenandhasgraduallyincreasingtrendoutwardfromthecenter，andthemDclosetothecenterofIGBTmodule，thebetterthe

5、pe(ormo~eofheatdiss~ationis．(2)Theper7meofradiatorisbetterwhentheradiatorwithlargerinletvelocityandwiderexpoS；radiatorwhosefirst--classportnumberis8haslowertemperatureriseandbettercoolingpe咖rmewithinthescopeofflowfielddistributioncomparedwiththeOnewith4first-classportnumbeaKey

6、Words：MicrochannelRadiator；ThermalSimulation；ElectricVehicleChargerModule1引言者对其流动工质、微道槽结构、微通道材料等三个方面进行了大量研究嘲。文献【句提出了微通道冷却技术并通过实验发现减小微通IGBT是电动汽车充电机的核心元件之一，工作时发热功率道的水力直径可以显著提高微通道冷却液的对流换热系数，同时较大，因此必需采用适当的散热装置，将热量传递到外部环境中也表明，微通道和常规换热通道中的流动和散热机理存在显著的去，保证IGBT安全可靠的工作哪，进而使得充电机正常运行。目前随

7、着设备容量的增大，IGBT的散热方式逐渐由风冷向水冷发区别；文献啄寸冷却介质进行了试验研究，得出单一介质中纯水冷展，内部的流道主要有迷宫式和平板式目，但是由于这类结构固有却效果好。但试验还发现，在纯水中稍微加入一些乙二醇等类似的不足和设计的不合理，导致散热器流阻较大、散热不均匀，降低物质可以改善纯水的冷却性能。近年来，很多研究者对矩形、圆了IGBT的使用寿命，甚至由于散热性能不足导致IGBT过热造形、梯形以及微波形等不同结构的微通道换热和热阻特f生进行了成爆炸事故，同时散热问题也是限制高压电力设备容量的主要因深入研究，得出微尺度下不同的微通道结构对

8、微通道散热器的换素之一嘲。因此IGBT的散热问题已经成为许多研究者关注的重热性能有较大的影响。最初，文献呶寸圆形微管进行了