“NREL推出热管理系统 提高重载应用中SiC逆变器的功率密度”

据盖乌斯汽车报道，美国国家可再生能源实验室( nrel )与约翰迪尔企业) john deere )合作开发热管理系统，有望大幅提高大型电动汽车应用中碳化硅( sic )逆变器的电力密度。 最新研究表明，通过改进的逆变器设计，功率密度比以前的纯硅逆变器提高了378%。

(图像来源: nrel )

在重载APP中，电源逆变器控制直流和交流电气系统之间的电力流动，从而驱动车辆系统、附件、电动机和发电机等电动机。 高效变频器是环保型汽车替代品所需的重要部件。

nrel高级研究员和热力管理专家kevin bennion表示:“nrel碳化硅热力管理设计创新的关键是提高传热系数，从而使该系统能够在发动机冷却液运行中高效、持续地自我冷却。 这种创新的设计大大提高了电力密度，使系统能够安全高效地运行。 ”

通常，大型车辆与普通轻型轿车相比，在运行中需要越来越多的动力和更高的扭矩。 nrel对宽带隙功率模块的热管理有着深入的研究，有助于减少组件的占用空之间的间隔，提高性能和效率，支持碳化硅逆变器在重载APP应用中的高频运行。

但是，电力输出依赖于逆变器功率模块的最高温度限制。 因为这些电源模块有过热和关机的风险。 为此，nrel研究人员开发了优化系统效率，调整用115 °c的水-乙二醇冷却剂直接冷却的碳化硅模块工作温度的热管理系统。 由brij singh博士领导的约翰·迪亚工程团队对该技术进行了广泛的判断。

ev变频器热管理的常见策略是在组件表面平行运行流体冷却剂，以传递热量并快速冷却系统。 nrel设计的先进系统将垂直射流、微通道和基于微歧管的冷却系统结合起来，从变频器和电源模块中提取热量。 该设计可实现高达93，000瓦/平方米/开尔文( w/[m2-k] )的超高传热系数，是当前业务系统的4倍以上。

(图像来源: nrel )

此外，该nrel设计还将现有的柴油机冷却系统用于简化的发动机冷却水体系结构。 以前流传下来的大型变频器，为了正常工作，确保变频器的耐久性，需要单独的冷却系统。 通过消除对单独冷却回路的诉求，nrel新奇的热和热机械研究有助于变频器实现43千瓦/升的功率密度。

碳化硅设计中的热和机械创新可以大大缩小变频器的尺寸，制造更小、更轻的系统。 轻量化和性能改善将进一步改善油耗和运营价格。

kevin bennion表示，碳化硅变频技术在能效、油耗、性能、系统集成方面都非常出色。 由于碳化硅电源转换器的价格很高，因此在重视性能而不是初期价格的市场上，很可能会使用这种创新技术。 我相信这个变频器会对重型机械、航空空和军事应用产生重大影响。 ”