IGBT 是電車電機(jī)的 “功率核心”,其功耗可達(dá) 500W,若熱量無(wú)法通過(guò) PCB 及時(shí)導(dǎo)出,溫度超 175℃會(huì)觸發(fā)熱降額(功率輸出降低 30%),直接導(dǎo)致電車加速無(wú)力、續(xù)航縮水,夏季高溫時(shí) IGBT 頻繁過(guò)熱保護(hù),用戶需頻繁停車降溫,體驗(yàn)極差。傳統(tǒng) PCB 的散熱方式(如普通銅箔 + 散熱片)已無(wú)法滿足高功率電機(jī)需求,需升級(jí)高效散熱方案。
要讓 IGBT “冷靜工作”,電機(jī) PCB 需構(gòu)建 “多維散熱” 體系:首先是鋁基復(fù)合 PCB 的導(dǎo)熱升級(jí)。普通 FR-4 的導(dǎo)熱系數(shù)僅 0.3W/m?K,無(wú)法快速導(dǎo)出發(fā)熱量:采用 “FR-4+1mm 鋁基板” 復(fù)合結(jié)構(gòu)(導(dǎo)熱系數(shù) 2W/m?K,是普通 FR-4 的 6 倍),IGBT 芯片直接焊接在鋁基板區(qū)域,熱量通過(guò)鋁基板快速傳導(dǎo)至電機(jī)外殼散熱鰭片;在 IGBT 下方布置孔徑 0.4mm、間距 1mm 的散熱過(guò)孔陣列(過(guò)孔內(nèi)壁鍍銅 30μm),過(guò)孔貫穿鋁基板與 FR-4 層,形成 “垂直導(dǎo)熱通道”,熱阻從 0.5℃/W 降至 0.2℃/W,IGBT 溫度從 180℃降至 120℃。某純電車通過(guò)鋁基 PCB 優(yōu)化,續(xù)航恢復(fù)至 490km,接近標(biāo)稱水平。
其次是銅箔散熱網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)化。PCB 表面的銅箔不僅是導(dǎo)電載體,更是散熱路徑:主回路采用 3oz(105μm)加厚銅箔,同時(shí)作為 “散熱網(wǎng)格”(網(wǎng)格間距 1mm),覆蓋 IGBT 周邊 5cm 區(qū)域,增大散熱面積;在 IGBT 引腳與銅箔連接處采用 “淚滴形” 過(guò)渡(半徑≥0.5mm),減少熱應(yīng)力集中,避免銅箔開裂;銅箔表面不涂覆阻焊油墨(僅在非散熱區(qū)域涂覆),直接暴露與空氣接觸,散熱效率提升 15%。某測(cè)試顯示,銅箔散熱網(wǎng)絡(luò)可帶走 IGBT 30% 的熱量,輔助鋁基板實(shí)現(xiàn)高效散熱。
最后是熱管理電路的智能調(diào)控。通過(guò) PCB 集成的溫度傳感器與控制電路,動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)散熱:在 PCB 上集成 TMP102 溫度傳感器(精度 ±0.5℃),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) IGBT 溫度;當(dāng)溫度超 120℃時(shí),MCU 自動(dòng)降低 IGBT 開關(guān)頻率(從 20kHz 降至 15kHz),減少功耗;當(dāng)溫度超 150℃時(shí),觸發(fā)風(fēng)扇高速運(yùn)轉(zhuǎn)(若配備),加速散熱;同時(shí),PCB 上的熱敏電阻(NTC)可預(yù)警低溫啟動(dòng)時(shí)的熱沖擊,避免 IGBT 因溫度驟升損壞。某 SUV 通過(guò)智能熱管理,IGBT 溫度穩(wěn)定在 110℃±5℃,無(wú)過(guò)熱保護(hù)觸發(fā),夏季續(xù)航保持率從 84% 提升至 93%。
針對(duì)電車電機(jī) PCB 的 “IGBT 散熱、續(xù)航保障” 需求,捷配推出高效散熱解決方案:導(dǎo)熱用 1mm 鋁基復(fù)合 PCB + 散熱過(guò)孔陣列,熱阻≤0.2℃/W;散熱網(wǎng)絡(luò)含 3oz 銅箔網(wǎng)格 + 無(wú)阻焊暴露區(qū),散熱效率提升 15%;熱管理支持溫度傳感器 + 智能調(diào)控,IGBT 溫度≤120℃。同時(shí),捷配的 PCB 通過(guò) IEC 60068-2-2 高溫測(cè)試、車規(guī)熱循環(huán)測(cè)試,適配高功率驅(qū)動(dòng)電機(jī)。此外,捷配支持 1-6 層鋁基電機(jī) PCB 免費(fèi)打樣,48 小時(shí)交付樣品,批量訂單可提供熱阻與續(xù)航測(cè)試報(bào)告,助力車企提升電車高溫續(xù)航性能。