När tekniken för elbilar fortsätter att utvecklas, gör biltillverkare betydande framsteg inom termisk styrning. Att gå mot att använda högre spänningar i elbilar, specifikt 800V och högre, blir allt vanligare bland fordonsfabrikanter som GM, Hyundai, VW och Lucid Motors. Denna övergång görs möjlig genom framsteg inom teknik och material, särskilt kiselkarbid (SiC) MOSFET:er.
En av de huvudsakliga utmaningarna i denna övergång är att effektivt hantera värme som genereras av SiC MOSFET:er, vilket är avgörande för att säkerställa optimal prestanda och livslängd för effektelektroniken. För att tackla denna utmaning noterar företag som IDTechEx framväxande termiska styrningsstrategier, som sträcker sig från att ändra termisk arkitektur till att använda olika material för die-fästning och termiska gränssnittsmaterial (TIM). Dessa strategier förväntas driva betydande tillväxt på marknaden för termisk styrning, där det årliga marknadsvärdet för TIM:er förväntas överstiga 900 miljoner dollar år 2034.
Termiska gränssnittsmaterial (TIM:er) spelar en avgörande roll för att förbättra värmedissipationen mellan basplattan och värmespridaren. Med den ökande värmeavledningen från SiC MOSFET:er finns det en ökande efterfrågan på TIM:er med högre termisk ledningsförmåga. År 2034 förväntas den typiska termiska ledningsförmågan hos TIM:er överstiga 5 eller 6W/mK, jämfört med det nuvarande intervallet på 2,5 till 3W/mK. Detta kommer leda till en ökning av enhetspriset och marknadsvärdet för TIM:er.
En annan aspekt av termisk styrning är valet av material för die-fästning och substratfästning. Medan konventionella lödlegeringar har använts i stor utsträckning, föredras alltmer silversintering på grund av dess överlägsna termiska och elektriska ledningsförmåga. Stora fordonsfabrikanter som Tesla, BYD och Hyundai har redan antagit silversintering. Dock kan silversintering vara kostsamt, och alternativ som koppar (Cu) sintering utforskas för att erbjuda liknande prestanda till lägre kostnad.
För att motverka överhettning utvecklas andra innovativa strategier, inklusive direkt vätskekylning, tvåsidig kylning, TIM:er med hög termisk ledningsförmåga och ersättning av aluminiumtrådbindningar med kopparalternativ. Dessa framsteg är avgörande när övergången från kisel (Si) IGBT till SiC MOSFET:er i elbilar leder till högre driftstemperaturer, vilka potentiellt kan överstiga 200°C.
Avslutningsvis kräver övergången till högre spänningar i elbilar framsteg inom termisk styrning. Från att använda högpresterande TIM:er till att utforska alternativa material för die-fästning och substratfästning, fortsätter biltillverkare och teknikexperter att kontinuerligt innovera för att säkerställa effektiv värmedissipation och optimal prestanda i elbilar. Dessa framsteg förbättrar inte bara effektiviteten utan bidrar även till den övergripande utvecklingen och framtida framgången för elbilar.
Att gå över till termisk styrning med hög spänning i elbilar är en betydande framsteg inom branschen. Som nämnts i artikeln antar biltillverkare som GM, Hyundai, VW och Lucid Motors alltmer högre spänningar, specifikt 800V och högre, i sina elbilar. Denna övergång möjliggörs genom framsteg inom teknik, särskilt användningen av kiselkarbid (SiC) MOSFET:er.
En av de huvudsakliga utmaningarna i denna övergång är att effektivt hantera värmen som genereras av SiC MOSFET:er. Effektiv termisk styrning är avgörande för att säkerställa optimal prestanda och livslängd för effektelektronik. För att tackla denna utmaning undersöks framväxande termiska styrningsstrategier. Dessa strategier innefattar förändringar av termisk arkitektur, användning av olika material för die-fästning samt antagande av nya termiska gränssnittsmaterial (TIM).
Användningen av avancerade TIM:er förväntas driva betydande tillväxt på marknaden för termisk styrning. TIM:er spelar en avgörande roll för att förbättra värmedissipationen mellan basplattan och värmespridaren. Med den ökande värmeavledningen från SiC MOSFET:er finns det en växande efterfrågan på TIM:er med högre termisk ledningsförmåga. År 2034 förväntas den typiska termiska ledningsförmågan hos TIM:er överstiga 5 eller 6W/mK, jämfört med det nuvarande intervallet på 2,5 till 3W/mK. Denna ökning av termisk ledningsförmåga kommer leda till högre enhetspris och marknadsvärde för TIM:er.
Utöver TIM:er påverkar valet av material för die-fästning och substratfästning också termisk styrning. Medan konventionella lödlegeringar har använts i stor utsträckning, blir silversintering allt populärare på grund av dess överlägsna termiska och elektriska ledningsförmåga. Stora fordonsfabrikanter som Tesla, BYD och Hyundai har redan antagit silversintering. Dock kan kostnaden för silversintering vara en begränsning, vilket leder till utforskning av alternativ som koppar (Cu) sintering, som erbjuder jämförbar prestanda till lägre kostnad.
För att motverka överhettning utvecklas innovativa strategier, såsom direkt vätskekylning, tvåsidig kylning, användningen av TIM:er med hög termisk ledningsförmåga samt ersättning av aluminiumtrådbindningar med kopparalternativ. Dessa framsteg är avgörande då övergången från kiseldioder (Si) till SiC MOSFET:er i elbilar leder till högre driftstemperaturer som potentiellt kan överstiga 200°C.
Sammanfattningsvis innebär övergången till termisk styrning med hög spänning i elbilar framsteg inom teknik och material. Tidiga utvecklingar inom termisk arkitektur, TIM:er och material för die-fästning är nödvändiga för att säkerställa effektiv värmedissipation och optimal prestanda. Medan betydande framsteg görs, behöver utmaningar såsom kostnad och överhettning adresseras. Trots detta bidrar dessa innovationer till den övergripande utvecklingen och framtida framgången för elbilar.
För mer information om aktuella marknadstrender och prognoser relaterade till termisk styrning med hög spänning i elbilar kan du besöka följande länkar:
1. IDTechEx: Denna webbplats erbjuder detaljerade rapporter och analyser om framväxande teknologier och marknadstrender, inklusive termisk styrning i elbilar.
2. Grand View Research: Denna marknadsundersökningsfirma erbjuder insikter och prognoser inom olika branscher, inklusive marknaden för termisk styrning av elfordon.
3. Lucid Motors: Besök Lucid Motors officiella webbplats för att lära dig mer om deras framsteg inom termisk styrning med hög spänning i elbilar.
4. Volkswagen: Utforska Volkswagens serie av elfordon för att förstå deras tillvägagångssätt för termisk styrning i högspänningsystem.