碳化硅控制器用冷却结构设计与测试

陈登峰，秦基伟，陈 雷

(1.上海汽车电驱动有限公司，上海 201806；2.上海电驱动股份有限公司，上海 201806)

0 引 言

随着电动汽车行业的不断发展，作为电动汽车的三大核心技术之一，电机控制器的发展趋势是高功率、高效率、高集成度、高功率密度[1]。SiC功率器件具有耐压高、开关速度快、开关损耗小、效率高的优点，能够极大地提高电动汽车用电机控制器的功率密度[2-7]。近年来，行业里面对于SiC功率器件在电机控制器中的应用研究也越来越深入，国外零部件企业，如电装、博世、德尔福和特斯拉以及国内企业如比亚迪，均已推出量产化的碳化硅控制器，汇川、电驱动、中车等企业也都在积极开发碳化硅控制器产品，因此，碳化硅的应用也必将成为下一代电机控制器的主流发展趋势。碳化硅控制器高频及高功率密度的特点，使其工作时的发热量急剧增大，其中碳化硅模块和薄膜电容是控制器中发热量最大、对温度最为敏感的器件，并且在整个控制器中起到关键作用，因此碳化硅模块和薄膜电容高效冷却结构的设计是保证控制器正常工作的关键。传统基于IGBT封装模块设计的控制器，通常在控制器箱体的底面设置水道实现对功率器件的单侧冷却[8-10]，冷却效率不高。如果能够设计出一种可以两侧同时对碳化硅模块进行冷却的结构，那么就可以大幅度提高碳化硅模块的电流输出能力，进而提升其功率密度。

本文针对一款碳化硅控制器在高频工况下的冷却需求，设计了与之相匹配的冷却结构，详细介绍了该冷却结构。……