4新闻中心
您的位置:首页  ->  新闻中心  -> 解决方案

双层散热基板:固态电容在电机温度传感器模组的集成设计

文章出处:平尚科技 责任编辑:平尚科技 发表时间:2025-07-01
  
双层散热基板:固态电容在电机温度传感器模组的集成设计



当800V电驱系统以20kHz频率斩波时,IGBT结温监测电路正经历150℃的炙烤——传统分立设计中电容热膨胀导致焊点断裂,使温度采样失效率高达12%。平尚科技通过陶瓷-金属复合基板与嵌入式电容-传感器架构,在蔚来ET7电机控制器中实现电容温升降低18℃、温度采集延迟压缩至0.3ms,为SiC电驱系统筑牢精准热监控防线。





集成模组的热失控陷阱
电机温度传感模块面临三重热挑战:

  • 热耦合干扰:电容ESR损耗(>50mW)使局部温升35℃,导致邻近NTC传感器漂移±1.2℃
  • 热膨胀失配:铝电解电容(CTE=23ppm/℃)与FR4基板(15ppm/℃)温差100℃时产生18MPa剪切应力
  • 高频热冲击:2万次功率循环后焊点裂纹扩展至200μm,接触电阻飙升300%


实测数据显示:

  • 150℃工况下分立方案失效率达12次/百万小时
  • 温度响应延迟>2ms
  • 过温保护误动作率上升至8%






平尚科技集成化方案


双层散热基板结构

[顶层:0.3mm氮化铝陶瓷(λ=180W/mK)] 
  ↓ 激光穿孔
[电容-传感器阵列] 
  ↓ 铜柱互联
[底层:1mm铜钼合金(CTE=7.1ppm/℃)]


  • 热阻优化:结到环境热阻RthJA降至5℃/W(传统FR4>25℃/W)
  • 应力消除:CTE匹配度>98%,热循环寿命提升至50万次
  • 空间压缩:体积较分立方案缩小60%







固态电容性能强化


  • 碳纳米管阴极:ESR=3mΩ@100kHz(降低80%)
  • 聚噻吩介质:125℃下容值衰减<±5%(传统聚合物>20%)
  • 自愈特性:局部击穿后绝缘恢复时间<10μs



车用选型指南




失效防护设计


  • 热断路保护:电容集成PTC保险丝,温度>170℃自动切断
  • 健康监测:通过阻抗相位分析预测电容寿命(精度>95%)
  • 电磁屏蔽:基板内置电磁吸波层,30MHz噪声衰减-40dB



行业实证案例


蔚来ET7 SiC电驱
  • 三相桥臂集成12组电容-传感器单元
  • 双层氮化铝基板
成果​:
  • 结温监测延迟:2ms→0.3ms
  • IGBT过温保护误动作率降至0.1%



比亚迪海豹油冷电机
  • 绕组温度监测模组体积缩小55%
  • 铜金刚石基板散热
效果​:
  • 峰值功率持续时间延长300%
  • 电容寿命>10万小时


理想MEGA减速器
  • 轴承温度采样频率提升至10kHz
  • 嵌入式固态电容阵列
使:​
  • 振动噪声降低12dB
  • 齿轮箱故障预警提前500小时




从氮化铝陶瓷的声子级导热优化,到聚噻吩介质的分子自愈重构,平尚科技的集成设计正在重定义热监控边界。当SiC电驱在极限工况下依然保持0.3ms的温度响应速度时,那18℃的温降如同热管理系统的量子隧穿,为电动性能筑牢永不熔断的感知神经。

Hello!

平尚电子公众号

微信扫一扫

享一对一咨询