HEV用40KW双向DC／DC变换器结构设计-论文.pdf

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1、第25卷第2期混合微电子技术Vol_25No．220l4年6月HybridMicroelectronicsTechnologyJune2014HEV用40KW双向DC／DC变换器结构设计王多笑，尹化亭(中国电子科技集团公司第43研究所，合肥230022)摘要：本文对4OKW双向DC／DC变换器总体结构进行设计，特男1j是对水冷散热器理论基础进行了重点说明，并对水冷散热器进行了设计，设计结果保证了40KW双向DC／DC变换器样机性能测试满足任务书要求。关键词：总体结构；水冷散热器中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：AH00—24O(2014)02—22一O4

2、Designof40KWBi——DirectionalDC——DCConverterStructureAppliedinHEVWANGDuo—xiao，YINHua—ting(The43ResearchInstituteofCETC，Hefei230088，China)Abstract：The40KWbi—directionalDC／DCconve~erstructureisdesignedinthispaper，especiallythewatercooledheatsinktheoryishighlighted，andthewatercoolingheatsi

3、nkisalsodesigned．Thedesignresultsshowthat40KWbi—directionalDC／DCconve~ercanmeettherequirementsofprototypetesting．KeyWords：generalstructure，thewater—coolingheatsink元件。由于模块和磁元件之间的热电耦合特性的1引言影响使得双向DC／DC变换器的热流密度超过了目前，车用燃油年消耗量将突破2．5亿10W／cm，指标又要求额定负载下连续工作吨，由此带来的能源安全和环境问题将更加突3000h无故障，因此，器件本身的

4、温度均匀性对变出，能源及环境问题面临着巨大挑战，大力发换器的连续工作很重要⋯。展节能与新能源汽车，加快推进节能与新能源本文对40KW双向DC／DC变换器的总体结汽车的产业化进程，既是有效应对能源和环境构进行设计，特别是对水冷散热器结构进行了详挑战，实现汽车产业跨越式发展的重要举措。细的设计。混合动力汽车(HEV)是我国新能源汽车发展240KW双向DC／DC变换器总体结构设计的主要方向。在混合动力汽车的发展过程中，对更长里40KW双向DC／DC变换器要求功率体积比程、更高速度和更大功率的需求促使母线电压不小于3．8KW／L，功率质量比不小于2KW／kg，为600Vd

5、c的高压电机驱动器被广泛使用，为根据线路设计及选用器件的要求，总体结构设计了提高电池组电能使用效率和电机驱动器驱尺寸为274×209×183ram，材质选用6063铝材，动性能，在两者之间增加双向DC／DC变换器。根据机加工艺和电装工艺的要求，由上盖板、上壳HEV用双向DC／DC变换器的发展方向为额体、水冷散热器、水冷散热器盖板及下壳体组成总定功率40KW，峰值功率90KW(连续工作1．5体结构，水冷散热器和水冷散热器盖板通过高温min)的双向DC／DC变换器，且功率体积比不小焊接方式组成一体式水冷散热器，组装成整体结于3．8KW／L，冷却方式为水冷，额定负载下连

6、续构采用螺栓固定方式。图1为整体结构的分层显工作3000h无故障。示，图2为装配后的总体外形图。额定功率40KW的双向DC／DC变换器发热源主要是多个并联组成的大容量IGBT模块和磁22第25卷第2期混合微电子技术2014年6月电流的冲击。[4]ChiuSS，ChanHLW，OrSW，eta1．EfiectofElec—trodePatternontheOutputsofPiezosensorsforWire5结论BondingProcessContro1．MaterialsScienceandEngineer—ing，2003，99(12)：121—126．(1

7、)可以采用剪切和键合拉力两种评价方法[5]马鑫，何小琦．集成电路内引线键合工艺材料失效机全面的对铝带键合工艺可靠性进行评价；制及可靠性[J]．电子工艺技术，2001，22(5)：185—(2)利用正交试验可确定铝带键合工艺参188．数；[6]MeddingJ，MayerM．Insituballbondshearmeasurement(3)可以用腐蚀电镜法对铝带的键合工艺进usingwirebonderhead『A]．IEEE／CPMT／SEMI，28th行微观分析；InternationalElectronicsManufacturingTechnologySym

8、—(4)铝