基于FLUENT的功率控制器IGBT模块散热设计及仿真分析

作者：李洋; 周淑霞^*; 张腾; 陈国栋; 乔瑞峰; 陆海程

来源：热科学与技术, 2023, 22(06): 615-622.

DOI：10.13738/j.issn.1671-8097.022274

• 功率控制器
• IGBT模块
• 液冷散热
• 仿真模拟
• 温度场

IGBT模块作为新能源电动汽车功率控制器的核心器件，其散热效果对汽车的可靠性、安全性有重要的意义。以富士电机7MBR15NF120型IGBT模块为研究对象，针对高压、大电流和高功率的功率控制器关键模块发热源情况设计了两种功率控制器散热方式。利用SOLIDWORKS软件进行建模，通过ANSYS仿真软件FLUENT模块进行温度场和流场的耦合计算，根据理论计算与仿真实验结果，对功率控制器的功率损耗和散热器的传热能力进行分析。结果表明：S形结构散热器模块最高温度为117.00℃,IGBT芯片最低温度为90.20℃,芯片均温为93.20℃;叉排形结构散热器模块整体最高温度为133.00℃,IGBT芯片最低温度为101.00℃,芯片均温为116.50℃。S形结构流道的平均流速为3.600 m/s,叉排形结构流道的平均流速为1.300 m/s。S形结构散热器比叉排形结构散热器的散热效果好，更好地保证功率控制器的正常工作，提高功率控制器的可靠性。

• 单位
  山东交通学院; 中国石油大学（北京）