跟着新能源汽车、储能系统和AI办事器等使用功率不竭提拔、布局愈发紧凑,线材的发烧取不变性及散热挑和等问题逐步凸显。曾被视为“传输部件”的线材,现在正成为影响系统靠得住性和散热挑和的环节要素。这一变化,正正在鞭策磁元件取线材散热逻辑的从头思虑。数据为证:正在新能源汽车范畴,车载OBC取DC-DC电源的功率密度曾经从保守的2-3 kW/L,提拔至4-6 kW/L;正在AI办事器中,为支持高算力GPU运转,电源功率密度遍及达到6-8 kW/L。陪伴SiC、GaN等第三代半导体材料的使用,效率提拔的同时,散热挑和被进一步放大。由此带来磁芯损耗急剧添加、绕组损耗取趋肤效应加剧等问题。线材做为磁性元件中导电取绝缘并存的焦点部件,其散热挑和对磁性元器件的机能影响尤为凸起。高功率密度带来的散热挑和次要表现正在三个方面:二是高频运转带来额外损耗,正在高频前提下,使交换电阻上升、涡流损耗添加。业内工程师遍及反映:正在功率密度提拔后,系统温升节制越来越难,散热挑和也愈发凸显。对于车规级电源来说,磁元件的温升凡是要求节制正在60-80℃以内,而AI办事器的运转要求更严酷,凡是要求温升节制正在50-70℃以内。这些尺度愈发凸显散热挑和严峻,已成为产物设想及线材的准入门槛。正在散热径无限、空间受限的散热挑和下,线材材料系统的散热机能成为环节冲破口。保守PI绝缘线正在热导率、耐温机能、机械韧性方面逐步瓶颈,财产链上逛企业正加快向高导热绝缘材料、复合布局线材标的目的演进,以提高线材散热机能。行业测验考试了利兹线、膜包压方线、PEEK线等多种线材散热方案。然而,能同时正在靠得住性、工艺适配、散热性和成本之间取得均衡的线材散热方案并不多。
恰是正在线材散热挑和愈发猛烈的布景下,惠州市骅鹰电子科技无限公司起头了针对高功率密度使用场景的线材散热方案系统化改良,起头从泉源的“线材”长进行散热系统化立异。据骅鹰电子市场总监邹锦标引见,针对高功率密度下的线材散热挑和,骅鹰电子推出了高温高导热绝缘线材系列,目前已正在新能源汽车OBC、电机,以及储能逆变器、办事器电源等项目中量产使用。正在不异工做前提下,该系列线kHz)使用场景下总损耗下降10%-20%,而且正在180℃老化中可不变工做3000小时以上,机能衰减率低于10%。这些数据均来自头部客户的持久测试验证。正在材料端,骅鹰采用高导热复合绝缘漆做为涂覆材料。这相当于为铜导体“穿上”了一件既能绝缘又能高效导热的“宇航服”,从底子上提拔了热量从内到外的传导效率。好比GaN/SIC复合油漆,还有导热系数高的PEEK材料。正在工艺端,骅鹰正在出产中使用细密多层涂覆取正在线退火手艺。这确保了线材绝缘层厚度平均、内应力小,既避免了线材局部过热,也提拔了线材的柔韧性取耐弯曲寿命,从布局上保障了热不变的靠得住性。热塑性聚酰亚胺(TPI)因为耐压较着明的高于通俗的油漆热固性聚酰亚胺(PI),能够正在线材散热机能的耐压前提下,能够把漆膜做薄达到很好的散热结果。
面临从动化绕线过程中的回弹取断线问题,公司优化了铜材成分和退火工艺,提拔了线材的回忆定型性取柔韧性。针对部门高速绕线设备对线材概况耐刮机能要求高的使用,骅鹰开辟了改性膜包系统,既连结绝缘强度,又提拔了抗机械应力能力。邹锦标暗示,该高导热线材已使用于国内多家新能源车企及储能设备企业,相关客户评价其无效降低了车载充电系统满负载温升,提拔了高温不变性及散热机能,正在储能组串式逆变器中,模块效率提高了约0。3%。目前,该系列线万米。PEEK线取石墨烯铜线产物也已正在新能源汽车电机和低空飞翔器电机中实现批量供货。邹锦标认为,散热机能的提拔不只是单一线材改良的成果,而是整个线材散热系统的分析优化。导体、绕组布局以及工艺节制的协同,才能实正降低线包内部热阻,提高磁元件的热不变性取寿命。
邹锦标暗示,将来的散热设想必需是系统性的。骅鹰电子的愿景不止于做“线材供应商”,而是成为“热办理处理方案伙伴”。短期内,公司将推出第二代超低损耗利兹线取复合冷却布局线材,方针是正在不异前提下再降低温升10%以上,进一步满脚车规取办事器级产物的热不变性要求。中持久规划中,骅鹰正推进“晶石项目”,金属基复合材料)的线材系统,以应对将来跨越10 kW/L的功率密度需求。同时,公司还正在进行耐电晕PEEK线的优化,提拔其正在高压、高频下的介电强度取利用寿命;针对石墨烯铜线正在成本取工艺适配方面的挑和,骅鹰也正在测验考试开辟石墨烯铝线,以实现更高的性价比和加工可行性。值得留意的是,骅鹰并不只局限于材料研发,而是将热办理视为一个系统性工程。将来,公司打算取磁元件制制商、电源厂商进行更慎密的结合设想取测试,配合鞭策高功率密度产物的靠得住落地。“我们的方针不是纯真地供给一根线,而是帮帮客户处理高功率密度设想中的热办理难题。跟着新材料、新布局、新工艺的融合,线材将从被动部件变成系统散热设想中的环节环节。”跟着功率密度的天花板不竭被抬高,线材散热能力将间接定义电源系统的机能天花板。骅鹰电子的实践表白,通过材料取工艺的协同立异,最根本的线材也能迸发出处理系统级散热挑和的庞大能量。散热挑和问题,正正在从弘大的系统设想,延长至微不雅的材料科学取细密制制范畴。这场关于散热挑和的“和役”,必定是一场关于线材“细节”的较劲。