Pomiary termiczne samochodowego modułu mocy z mikrokanałowym chłodzeniem cieczowym

• Autorzy: Widerski T. , Raj E. , Lisik Z. , Kubiak P.

Identyfikatory

DOI

10.12915/pe.2014.11.38

Warianty tytułu

EN

Temperature Measurements of Automotive Power Electronic Equipment with Microchannels Liquid-cooling System

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych mikrokanałowego układu chłodzącego dedykowanego dla układów elektronicznych średniej i dużej mocy, montowanych w pojazdach i przystosowanego do pracy z chłodziwem o teperaturze powyżej 60°C. Pokazano warunki pracy chłodzonych elementów mocy w zależności od temperatury otoczenia oraz płynu chłodzącego. Ponadto, zasygnalizowano problem wpływu jakości medium chłodzącego, a także rozmiarów mikrokanałów struktury chłodzącej na efektywność odbioru ciepła z samochodowych podzespołów elektronicznych przy użyciu płynu chłodzącego silnik.

EN

The paper presents experimental results of a microchannel cooling system dedicated for automotive electronic equipment and appropriate for operation with hot liquids (above 60°C). It shows an influence of the environment and the coolant temperatures on operating conditions of power elements. In addition, the quality of the cooling medium as well as the effect of microchannel size on heat transfer efficiency from automotive electronic components by engine coolant is signalised.

Słowa kluczowe

PL

elektronika samochodowa; mikrostruktura chłodząca; układ chłodzenia cieczowego

EN

automotive electronics; thermal management; microchannels cooling structure; liquid cooling system

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 90, nr 11
• Strony: 137--141
• Opis fizyczny: Bibliogr. 42 poz., il., schem., wykr.

Twórcy

autor

Widerski T.

• Politechnika Łódzka, Katedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych, ul. Wólczańska 211/215, 90-924, Łódź

autor

Raj E.

• Politechnika Łódzka, Katedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych, ul. Wólczańska 211/215, 90-924, Łódź

autor

Lisik Z.

• Politechnika Łódzka, Katedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych, ul. Wólczańska 211/215, 90-924, Łódź

autor

Kubiak P.

• Politechnika Łódzka, Katedra Pojazdów i Podstaw Budowy Maszyn, ul. Żeromskiego 116, 90-924, Łódź

Bibliografia

• [1] Iqbal H., Electric And Hybrid Vehicles. Design Fundamentals, CRC PRESS, Boca Raton London New York Washington, D.C., 2005;
• [2] Emadi A., Handbook of Automotive Power Electronics and Motor Drives, CRC Press Taylor & Francis Group, 2005
• [3] Marlino L.D., High Temperature & Thermal Management Needs for the FreedomCar Program, Mat. Konf. HITEC 2006, Santa Fe, USA
• [4] Momoh Omonowo D., Omoigui Michael O., An Overview of Hybrid Electric Vehicle Technology, 2009 IEEE
• [5] Gover J., A Tutorial on Hybrid Electric Vehicles: EV, HEV, PHEV and FCEV, www.midmichigansae.org/documents/DrGoverPresentationSA EApril20.pdf, dostęp 06.2010
• [6] „Power EV-HEV 2010 – power electronics in Electric and Hybrid cars …”, research and industry report from Yole Développement
• [7] de Vos G.W., Helton D.E., Migration of Power Train Electronics to On-Engine and On-Transmission, SAE Technical Paper Series 1999-01-0159, 1999
• [8] Groppo R., Wondrak W. i in., Moving Towards High Temperature Electronics for Automotive Applications, Mat. Konf. HITEN 2001, Oslo, Norway, 105-111
• [9] Kassakian J.G., Perreault D.J., The Future Of Electronics In Automobiles, Proceedings of 2001 International Symposium on Power Semiconductor Devices & ICs, Osaka Japan, 2001;
• [10]Ohadi M., Jianwei Qi,Thermal Management of Harsh-Environment Electronics, 20th IEEE SEMI-THERM Symposium, 09 Mar - 11 Mar 2004
• [11] Gerber M., Marz M., System integration in automotive power systems, EPE2005, Drezno
• [12]Wagner G., Craig A., Functional Power Solutions For Powertrain, AUTO ELECTRONICS, May/June 2006;
• [13]von Tils V., Design Requirements for Automotive Reliability, ESSDERC 2006, Montreux, Switzerland, September 22, 2006
• [14]Lang G., Kitanoski F., Kussmann C. Principal Aspects and Simulation of a Hybrid Demonstrator Vehicle’s Cooling System, SAE Technical Paper 2007-01-3483, 2007
• [15]Cantor B., Grant P., Johnston C., Automotive Engineering Lightweight, Functional, and Novel Materials, CRC Press, Taylor & Francis Group, 2008
• [16]Olesen K., Bredtmann R., “Power under the hood” Increasing power density of inverters with a novel 3D-approach, APE2009 - Automotive Power Electronics, 2009, Paris, France
• [17] Bradfield M., Thermal Design Challanges in Automotive Alternator Power Electronics, Electronics Cooling, vol.8, nr 2, 2002
• [18] Bharathan D., Power electronics cooling for automotive application – progress report, 2004 DOE FreedomCAR and Vechicle Technologies Program, 2004
• [19] Wayne J.R., Evans J. L. i in., The Changing Automotive Environment: High-Temperature Electronics, IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRONICS PACKAGING MANUFACTURING, VOL. 27, NO. 3, JULY 2004;
• [20] Wayne J.R., Heidger S., Thome F.V., High Temperature Electronics Activites in the United States, Mat. Konf. HITEN 2001, Oslo, Norway, 102-104
• [21] Johnston C., Advance F., High Temperature Electronics in Europe, Mat. Konf. HITEC 2006,Santa Fe, USA
• [22]Skibinski G., Braun D., Kirschnik D., Lukaszewski R. Developments In Hybrid Si – SiC Power Modules, Materials Science Forum, Volumes 527 - 529, 1141-1147, 2006r
• [23]Hosseini Aghdam M. G., Thiringer T., Comparison of SiC and Si Power Semiconductor Devices to Be Used in 2.5 kW DC/DC Converter, VIII International Conference on Power Electronics and Drive Systems PEDS2009, November 2-5, 2009, Taipei, Taiwan, R.O.C
• [24]„SiC 2010 – 2009-2019:10 year market projection …” (full vesion), research and industry report from Yole Développement
• [25]Bharathan D., Hassani V., Spray cooling: An assessment for use with automotive power electronics applications, Milestone Report for FreedomCAR, 2005
• [26]Kelly K.J., Abraham T., Bennion K. i in., Assessment of Thermal Control Technologies for Cooling Electric Vehicle Power Electronics, 23rd International Electric Vehicle Symposium, Anaheim, California, December 2–5, 2007
• [27]Widerski T. Zintegrowany system chłodzenia cieczowego dla podzespołów elektronicznych w pojazdach samochodowych rozprawa doktorska, Politechnika Łódzka, 2012;
• [28]Olesen K., Bredtmann R., Eisele R., “ShowerPower” New Cooling Concept for Automotive Applications, Automotive Power Electronics, 21-22 June 2006, Paris
• [29]Widerski T., Raj E., Olwert M., Lisik Z., Mikrokanałowy układ chłodzenia cieczowego dla układów mocy w pojazdach, Przegląd Elektrotechniczny, 2012/11b
• [30]Raj E, Lisik Z., Rudzki J., Langer M., Widerski T., Cooling microstructure for power devices, Proc. XVIII Symposium EPNC 2004, Poznan, Poland, 2004, 85-86
• [31]Raj E. Mikrokanałowe chłodzenie cieczowe w zintegrowanych systemach elektronicznych, rozprawa doktorska, Politechnika Łódzka, 2004;
• [32]Raj E., Lisik Z., Langer M., Rudzki J., Super Cooling Structures for Power Electronics, EPE 2005, 11th European Conference on Power Electronics and Applications, Drezno, 2005,
• [33]Raj E., Lisik Z., Langer M., Tosik G., Woźny J., The Numerical Approach to Analysis of Microchannel Cooling Systems, 5th International Conference Computational Science - ICCS 2005, Atlanta, GA, Stany Zjednoczone, 22-25 maja 2005, Lecture Notes in Computer Science, Proceedings, Part 1; No. 3514, 2005, str. 876-883
• [34]Raj E., Stefański Ł., Lisik Z., Mikrostruktury chłodzące do zastosowań w układach scalonych, Elektronika- Konstrukcje, Technologie, Zastosowania, nr 11, 2007, str. 82-84
• [35] Widerski T., Raj E., Lisik Z., Kubiak A., Cooling microstructure for Automotive Electronic Module , Proc. of IEEE EUROCON’2007, Warsaw, Poland, 2007
• [36]Widerski T., Raj E., Lisik Z., Microchannels - New Concept for Automotive Electronic Module Cooling, Intern. Conf. Microtechnology and Thermal Problems in Electronics MicroTherm'2007, Łódź 2007, str. 141-147
• [37]Widerski T., Raj E., Olwert M., Lisik Z., Mikrokanałowy układ chłodzenia cieczowego dla układów mocy w pojazdach, Krajowa Konferencja Elektroniki KKE 2012, Darłówko: 11-14 czerwca 2012,
• [38]Raj E., Lisik Z., Gozdur R., Fiks W., New Package for Disc Type Power Diodes, Materials Science and Engineering: B 09/2012; 177(15):1304–1309.
• [39]Piergiorgio M., Pompy układów chłodzenia, cz.1, Autonaprawa, październik 2011
• [40]CASTROL Polska - Płyny eksploatacyjne – płyny chłodzące, materiały informacyjne
• [41]Gołębiowski J., Temperature Measurement System with Applied POF Sensors, Proccedings of International Conference on Systems, Corfu Island 2010, p. 54-56.
• [42]Gołębiowski J., Gozdur R., Majocha A., Raj E., System to measurement of parameters of thermal flux in arrangement of cooling of structures of semi-conductive powers, Electrical Review, 87 (1), pp134-136, 2011