วัสดุ LCP ช่วยเพิ่มโมดูลควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ PCU ไฮบริดได้อย่างไร

อุตสาหกรรมยานยนต์กำลังอยู่ในยุคของการเปลี่ยนแปลง เมื่อเทียบกับฉากหลังของปัญหาสิ่งแวดล้อมที่รุนแรงมากขึ้นทั่วโลกการประหยัดพลังงานและกฎระเบียบการปล่อยก๊าซที่สะอาดนั้นเข้มงวดมากขึ้น เพื่อตอบสนองความท้าทายเหล่านี้ผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่กำลังเร่งการพัฒนายานพาหนะไฟฟ้าไฮบริดยานพาหนะไฟฟ้าบริสุทธิ์ยานพาหนะเซลล์เชื้อเพลิงและระบบขับเคลื่อนอื่น ๆ เพื่อแทนที่เครื่องยนต์เผาไหม้ภายในแบบดั้งเดิม ในหมู่พวกเขายานพาหนะไฟฟ้าไฮบริด (HEVs) ที่มีทั้งเครื่องยนต์เบนซินและมอเตอร์ขับเคลื่อนเนื่องจากแหล่งพลังงานได้เป็นผู้นำในการค้าและความนิยม

ในฐานะซัพพลายเออร์ชิ้นส่วนยานยนต์ที่ใหญ่ที่สุดภายใต้ Honda Motor Co. , Ltd. , Keihin Corporation ได้เป็นผู้นำในการวิจัยและพัฒนาส่วนประกอบระบบไดรฟ์รุ่นต่อไปในฐานะผู้ให้บริการโซลูชั่นระบบการจัดการพลังงานที่ครอบคลุม เร็วเท่าเดือนตุลาคม 2558 ที่งาน Tokyo Motor Show Keihin เปิดตัวชุดควบคุมพลังงานใหม่ (PCU) ที่พัฒนาขึ้นอย่างอิสระซึ่งเป็นหน่วยมอเตอร์สำหรับการควบคุมการผลิตพลังงานและการขับขี่ในรถยนต์ไฮบริด ในเดือนพฤศจิกายนของปีเดียวกันมันเริ่มการผลิตจำนวนมากขององค์ประกอบหลักคือ Module Intelligent Power (IPM) ซึ่งติดตั้งใน "Odyssey Hybrid" ของ Honda

การย่อขนาดและประสิทธิภาพสูงของ IPM ได้ส่งเสริมการย่อขนาดโดยรวมและน้ำหนักเบาของ PCU หนึ่งในเทคโนโลยีสำคัญที่สนับสนุนการพัฒนานี้คือวัสดุเรซิ่นLaperos® LCP S135 จาก polyplastics

ⅰ. หลักการทำงานของ PCU และ IPM

ในฐานะที่เป็นแกนหลักของการควบคุมพลังงานในยานพาหนะไฮบริด PCU สามารถแปลงแรงดันแบตเตอรี่เป็นแรงดันไฟฟ้าของมอเตอร์ขับเคลื่อนควบคุมแรงผลักดันของมอเตอร์ในระหว่างการล่องเรือและการเร่งความเร็วและรับผิดชอบการแปลงกระแสตรง DC เมื่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าชาร์จแบตเตอรี่ โครงสร้างของมันรวมถึงหม้อแปลงหม้อแปลงมอเตอร์และคอนโทรลเลอร์ข้อเสนอแนะโมดูลพลังงานอัจฉริยะ ฯลฯ

ในฐานะองค์ประกอบคอมโพสิตเซมิคอนดักเตอร์หลักของ PCU Keihin ได้รับความหนาแน่นของกำลังไฟสูงสุดของ PCU โดยการลดการสูญเสียความร้อนของ IGBT (ทรานซิสเตอร์สองขั้วประตูฉนวน) และไดโอดตอบกลับ IPM ตั้งอยู่ที่กึ่งกลางของ PCU โดยมีสารตั้งต้นที่ติดตั้งอยู่ด้านบนและแจ็คเก็ตระบายความร้อนด้วยน้ำด้านล่าง ขนาดของที่อยู่อาศัยโดยตรงกำหนดปริมาณโดยรวมของ PCU - Keihin ได้รับการย่อขนาดโดยรวมของ PCU ผ่านนวัตกรรมทางเทคโนโลยีของส่วนประกอบ IPM

ⅱ. ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีของLaperos® LCP S135 ในที่อยู่อาศัย IPM

ความต้านทานความร้อนการเชื่อมประสานที่ยอดเยี่ยม

ในระหว่างการผลิต IPM ที่อยู่อาศัยจะต้องทนต่ออุณหภูมิสูงของกระบวนการเชื่อมประสาน เกรดที่เสริมด้วยไฟเบอร์แก้วLaperos® LCP S135 ได้กลายเป็นวัสดุสำคัญในอุตสาหกรรมเพื่อให้ได้การย่อขนาด IPM และกำลังไฟสูงเนื่องจากความต้านทานความร้อนที่เหนือกว่า-ประสิทธิภาพของมันทำให้มั่นใจได้ว่าพื้นผิวเรซิ่นยังคงมีเสถียรภาพในระหว่างกระบวนการอุณหภูมิสูง

ความสมดุลของความไหลลื่นและความแข็งแรงของฟิวชั่น

ในฐานะที่เป็นผลิตภัณฑ์หล่อขึ้นรูปที่ใหญ่ที่สุดที่ทำจากเรซินLaperos® LCP ที่อยู่อาศัย IPM จะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดความลื่นไหลสำหรับการขึ้นรูปขนาดใหญ่ในขณะที่บรรลุมาตรฐานความแม่นยำของส่วนประกอบที่ซับซ้อนเช่นตัวเชื่อมต่อ แผ่นทองแดง Busbar ที่จัดเรียงอย่างหนาแน่นในที่อยู่อาศัยจำเป็นต้องได้รับการหล่อหลอมด้วยเรซินโดยไม่มีกาววางความท้าทายที่สูงมากในกระบวนการขึ้นรูป ผ่านการสนับสนุนการวิเคราะห์ข้อมูลการไหลจากศูนย์เทคโนโลยี TSC ของ Polyplastics และการแบ่งปันข้อมูลไตรภาคีระหว่างผู้ผลิต Keihin และการขึ้นรูปปัญหาของการให้ความร้อนแตกในโซนฟิวชั่นก็เอาชนะได้ในที่สุด

ความเสถียรของมิติและการควบคุม warpage

IPM จะต้องติดตั้งบนแจ็คเก็ตระบายความร้อนด้วยน้ำและความแม่นยำของรูปร่างมีผลโดยตรงต่อเอฟเฟกต์การระบายความร้อน LAPEROS® LCP S135 มีการควบคุม warpage อย่างมีประสิทธิภาพผ่านการเพิ่มประสิทธิภาพการวิเคราะห์ข้อมูลการไหลและประสบการณ์กระบวนการของผู้ผลิตแม่พิมพ์ทำให้มั่นใจได้ว่าไม่มีช่องว่างระหว่าง IPM และแจ็คเก็ตระบายความร้อนด้วยน้ำเพื่อรับประกันประสิทธิภาพการกระจายความร้อน

ข้อได้เปรียบที่ครอบคลุมของความต้านทานความร้อนและความน่าเชื่อถือ

แม้ว่าวัสดุ LCP จะมีค่าใช้จ่ายที่สูงขึ้นและมีปัญหาในการขึ้นรูปมากขึ้น แต่ในการผลิต IPM วัสดุอื่น ๆ มีแนวโน้มที่จะเกิดปัญหาเช่นโป่งในขณะที่Laperos® S135 โดดเด่นในการต้านทานความร้อนและความน่าเชื่อถือกลายเป็นทางเลือกเดียว เนื่องจากการอัพเกรด PCUs เป็นขนาดเล็กและประสิทธิภาพที่สูงขึ้นข้อกำหนดสำหรับความต้านทานความร้อนของวัสดุใน IPM จะเพิ่มขึ้นอีกและข้อดีของวัสดุ LCP จะยังคงถูกเน้น

ⅲ. หลักการหน่วงการสั่นสะเทือนของวัสดุ LCP

โมเลกุลพอลิเมอร์ของLaperos®มีโครงสร้างภายในที่มุ่งเน้นอย่างยิ่งและการวางแนวนี้จะเป็นการจัดเรียงชั้นในผลิตภัณฑ์หล่อขึ้นรูป เมื่อผลิตภัณฑ์หล่อขึ้นอยู่กับการสั่นสะเทือนแรงเสียดทานระหว่างโครงสร้างชั้นจะกระจายพลังงานการสั่นสะเทือนอย่างรวดเร็วช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการหน่วงการสั่นสะเทือนอย่างมีนัยสำคัญ

ⅳ. การขยายเทคโนโลยีและแอปพลิเคชันในอนาคต

ในฐานะที่เป็นส่วนประกอบคอมโพสิตเซมิคอนดักเตอร์การผลิต IPM จะต้องเสร็จสิ้นในห้องที่สะอาดเป็นพิเศษ Keihin ได้สร้างห้องสะอาดระดับ 10,000 ห้องที่โรงงานผลิตครั้งที่สองของ Miyagi แนะนำสายการติดตั้งชิปใหม่และเทคโนโลยีการวิเคราะห์ขั้นสูงเพื่อส่งเสริมการขยายแอปพลิเคชันของ IPM ในระบบพลังงานรุ่นใหม่เช่นยานพาหนะไฮบริดยานพาหนะไฟฟ้าและยานพาหนะเซลล์เชื้อเพลิง