隨著電動車技術(shù)的飛速發(fā)展，主控板作為電動車的核心控制部件，其性能和可靠性至關(guān)重要。然而，主控板在工作過程中會產(chǎn)生大量熱量，如果不能及時有效地散熱，會導(dǎo)致芯片溫度過高，進而影響主控板的性能，甚至引發(fā)故障。雙面散熱基板與熱管嵌入工藝作為一種創(chuàng)新的熱管理方案，能夠顯著提高主控板的散熱效率。本文將通過實際測試，深入探討這兩種工藝在電動車主控板熱管理中的應(yīng)用效果。

雙面散熱基板原理與優(yōu)勢

原理

雙面散熱基板是一種在基板兩側(cè)都設(shè)置散熱層的結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的單面散熱基板只能從一側(cè)將熱量傳導(dǎo)出去，而雙面散熱基板可以利用兩側(cè)的散熱層同時散熱，大大增加了散熱面積。其散熱路徑主要包括芯片產(chǎn)生的熱量通過導(dǎo)熱材料傳導(dǎo)到基板兩側(cè)的散熱層，再由散熱層將熱量散發(fā)到周圍環(huán)境中。

優(yōu)勢

提高散熱效率：雙面散熱基板相比單面散熱基板，散熱面積增加了一倍，能夠更快速地將熱量散發(fā)出去，有效降低芯片溫度。

降低熱阻：雙面散熱結(jié)構(gòu)減少了熱量傳導(dǎo)的路徑，降低了熱阻，使得熱量能夠更順暢地傳遞。

提升主控板可靠性：較低的芯片溫度可以減少熱應(yīng)力對芯片和電路的影響，提高主控板的可靠性和使用壽命。

熱管嵌入工藝原理與優(yōu)勢

原理

熱管是一種高效的傳熱元件，它利用工質(zhì)的相變過程實現(xiàn)熱量的快速傳遞。在熱管嵌入工藝中，將熱管嵌入到主控板基板中，芯片產(chǎn)生的熱量通過導(dǎo)熱材料傳導(dǎo)到熱管的蒸發(fā)段，熱管內(nèi)的工質(zhì)吸收熱量后蒸發(fā)成氣體，氣體在熱管內(nèi)部壓力差的作用下流向冷凝段，在冷凝段釋放熱量后冷凝成液體，液體再通過毛細作用回流到蒸發(fā)段，如此循環(huán)往復(fù)，實現(xiàn)熱量的高效傳遞。

優(yōu)勢

高效傳熱：熱管的傳熱效率遠高于傳統(tǒng)的金屬導(dǎo)熱材料，能夠在短時間內(nèi)將大量熱量從熱源傳遞到散熱區(qū)域。

適應(yīng)性強：熱管可以根據(jù)主控板的結(jié)構(gòu)和布局進行靈活設(shè)計，適應(yīng)不同的散熱需求。

降低局部熱點：熱管能夠?qū)崃烤鶆虻胤稚⒌秸麄€散熱區(qū)域，避免局部熱點現(xiàn)象的發(fā)生。

實測方案與結(jié)果分析

實測方案

為了驗證雙面散熱基板與熱管嵌入工藝的實際效果，我們搭建了測試平臺。選取相同規(guī)格的電動車主控板，分別采用傳統(tǒng)單面散熱基板、雙面散熱基板以及雙面散熱基板結(jié)合熱管嵌入工藝三種方案進行測試。在主控板上安裝溫度傳感器，實時監(jiān)測芯片和關(guān)鍵部位的溫度。通過模擬主控板在不同負載下的工作狀態(tài)，記錄溫度變化數(shù)據(jù)。

代碼示例：溫度數(shù)據(jù)采集與分析（Python）

python

import pandas as pd

import matplotlib.pyplot as plt

# 讀取溫度數(shù)據(jù)文件（假設(shè)數(shù)據(jù)文件為CSV格式，包含時間、傳統(tǒng)方案溫度、雙面散熱基板溫度、結(jié)合熱管溫度等列）

data = pd.read_csv('temperature_data.csv')

# 繪制溫度變化曲線

plt.figure(figsize=(10, 6))

plt.plot(data['Time'], data['Traditional_Temp'], label='Traditional Single - Sided Substrate', color='red')

plt.plot(data['Time'], data['Double - Sided_Temp'], label='Double - Sided Substrate', color='blue')

plt.plot(data['Time'], data['Double - Sided_with_Heat_Pipe_Temp'], label='Double - Sided Substrate with Heat Pipe', color='green')

plt.xlabel('Time (s)')

plt.ylabel('Temperature (°C)')

plt.title('Temperature Comparison of Different Thermal Management Solutions')

plt.legend()

plt.grid(True)

plt.show()

# 計算平均溫度

avg_traditional_temp = data['Traditional_Temp'].mean()

avg_double_sided_temp = data['Double - Sided_Temp'].mean()

avg_heat_pipe_temp = data['Double - Sided_with_Heat_Pipe_Temp'].mean()

print(f"Average Temperature of Traditional Solution: {avg_traditional_temp:.2f}°C")

print(f"Average Temperature of Double - Sided Substrate Solution: {avg_double_sided_temp:.2f}°C")

print(f"Average Temperature of Double - Sided Substrate with Heat Pipe Solution: {avg_heat_pipe_temp:.2f}°C")

結(jié)果分析

通過溫度變化曲線和平均溫度數(shù)據(jù)可以看出，采用雙面散熱基板后，芯片溫度相比傳統(tǒng)單面散熱基板有了明顯降低。而雙面散熱基板結(jié)合熱管嵌入工藝的方案，散熱效果最為顯著，芯片溫度進一步降低。這表明雙面散熱基板與熱管嵌入工藝能夠有效地提高電動車主控板的熱管理能力。

結(jié)論與展望

雙面散熱基板與熱管嵌入工藝在電動車主控板熱管理中表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能。通過實際測試驗證，這兩種工藝的結(jié)合能夠顯著降低芯片溫度，提高主控板的可靠性和使用壽命。未來，隨著電動車技術(shù)的不斷進步，對主控板熱管理的要求也將越來越高。我們可以進一步優(yōu)化雙面散熱基板的結(jié)構(gòu)和材料，提高熱管的傳熱性能，探索更高效的熱管理方案，為電動車的發(fā)展提供更強大的技術(shù)支持。