浅述一种直接水冷IGBT模块的散热仿真
浅述一种直接水冷IGBT模块的散热仿真
散热性能进行仿真对比，通过对比结果得出本文设计的这种散 热结构使得模块的热分布更均匀，有利于模块的均流特性，同 时对不同水流速度的散热性能进行仿真，仿真结果表明，在实 际工况允许的条件下，可以通过提高水流速度来提高结构的散 热能力。
近年来随着人们对电力电子装置要求的日渐提高，电子设 备及系统正向小型化、多功能方向发展，IGBT 模块也正在向 小尺寸、大功率的方向发展。随之而来的是模块内所产生的高 热流密度带来的散热问题，该问题是制约IGBT模块可靠性的重 要因素之一，当IGBT工作温度超出限制范围时，元器件的性能 及稳定性下降，进而影响系统的可靠性，这就迫使人们对传统 的热设计技术进行进一步的研究，探索适应这一新趋势的有效 散热措施。而当采用了一项新型热设计技术时，产品的身价也 随之增加。因此， IGBT模块散热系统的设计对模块的性能和价 值有重要影响[1-2]。
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浅述一种直接水冷IGBT模块的散热仿真
王晓丽 于凯 黄小娟 西安中车永电电气有限公司 陕西 西安 710012
摘 要 IGBT(绝缘栅双极型晶体管)模块散热性能的好坏是影响IGBT模块可靠性的一个重要因素，本文设计了一种 直接水冷散热结构的IGBT模块，应用Ansys软件对该结构进行散热仿真，并与英飞凌同类结构的散热仿真结果做对 比，对比结果表明文中结构的散热分布更均匀，更有利于模块的均流特性。 关键词 IGBT；结构；散热仿真
随着计算机辅助设计软件的发展，有限元分析软件在模块 结构设计中占举足轻重的地位，该软件可以对影响热分布的诸 多因素 (部件几何尺寸、分布状态、导热材料的传输系数、周 围环境等)进行模拟，计算结果通过图形化显示直观的温度场分 布，可以高效、高速地应用在精度要求不是很苛刻的产品的热 设计中[3]。本文通过Ansys软件对所设计结构的IGBT模块进行散 热仿真，并与英飞凌同类结构模块的散热仿真结果进行对比， 来验证所设计结构的必要性。
IGBT模块热网络模型及电路仿真应用
IGBT模块热网络模型及电路仿真应用IGBT芯片在模块内工作时面临高压大电流环境，每个芯片因位置差异导致其温度各不相同，因此直接精准测量每个芯片的结温基本上是不可能的。
通常使用建立IGBT模块简化模型的方法，通过计算、仿真等方法得到IGBT模块内部芯片的等效结温，称为虚拟结温，用标志Tvj来表示。
广义上来说，谈到IGBT模块结温的时候，大部分情况下其实都是在说虚拟结温Tvj。
图1 IGBT模块内部结构IGBT模块的真实热传导路径应当是三维的，热量从芯片发出，通过横向（X，Y）和纵向（Z）路径传导。
由于模块内部结构复杂，所以模块内每一层材料上不同点的温度不一定相同，热传导形成的等温面可能是不规则的曲面（如图2）。
图2 IGBT模块内部传热路径和等温面半导体器件厂商为了量化半导体器件内部的虚拟结温Tvj，提出了一维分层热结构模型的方法。
该方法基于以下假设：(1)IGBT模块内部的传热路径简化为从内部芯片到外部基板的一维路线热结构模型（实际上其它路径的传热量的确远小于该路径）；(2)热结构模型体现的是模块内部等温面的分布，而不是对IGBT 模块内部物理结构的简单等效。
一、用电路理论分析热模型1.Cauer热网络模型将物体内部按材料进行分层，每一层都有其对应的热阻、热容，这种基于物体内部不同材料的真实物理特性建立的热网络模型叫做Cauer网络模型。
Cauer热网络模型可以用电路模型来等效。
模块外部的导热材料和散热器模型也可以一并加入热网络模型。
热源（W）可以对应电流源（A），热阻（K/W）可以对应电阻（Ω），热容（J/K）可以对应电容（F），温度（K）可以对应电压（V）。
有了这样的对应关系，即可将热模型转化为电路模型。
如图3所示，即为Cauer热网络模型转化成电路模型的情况。
图3 Cauer热网络模型转为电路模型通过电路仿真软件，将模块工作时的损耗用数学模型表示成电流，输入等效电路模型，监测各层的电路节点电压，即可得到各层的仿真温度。
大功率IGBT模块变流器用水冷散热器介绍
大功率IGBT模块变流器用水冷散热器介绍大功率IGBT模块块流器用水冷散块器介块水冷散块器服块块象,• 各块型 IGBT 模块、晶块管是在块块、块流块域的块块块块、块流功能的核心元器件。
• 水冷散块器主要功能是块各块IGBT 块块器型 IGBT 模块、晶块管、以及部分块阻块行水冷散块保块。
块何需要散块,• 块大功率个IGBT模块、晶块管在工作中块块量最大可到达2KW以上。
• IGBT中核心度在到温达150?;新型180?,块被块毁～甚至爆炸。
将• 必要块功率元件块行散块保块,工块用中的散块方式,运各块散块形式效能比块,基于块流块块系的不同散块方案效果比块,数冷板工块分块介块,与水冷板常用加工工块分块,• 埋管式工块,—折块管或不块块管弯—块造工块水管埋入将—CNC外型加工特点,—工块块块—批量生块低成本—性能低下• 块管式工块,—CNC块槽或型材拉槽—将弯折块管或块或块或粘入槽腔—CNC外型加工特点,—工块块块—批量生块低成本—性能低下• 块式装工块,—CNC或块块加工水腔外型外盖与与—用螺块密封圈或水块合密封与胶特点,—工块块块—低成本—性能块用—可性低靠• 块拌摩擦块式工块,—CNC加工水腔外盖与—摩擦块做密封块接—CNC成品加工特点, —有工块块块—块块块块块活构灵—性能块好—可性高靠—成本偏高• 块拌摩擦块式•真空块块式工块,—CNC或其他方式加工水腔—真空块块做面密封—CNC成品加工特点,—工块块块更高—块块块更活构灵—性能更好—可性高靠—成本偏高• 块接原理冷板工块分块,与• 外型、重量、材块• 块阻• 流阻流阻;块降、块差,= 入水块力出水块力—• 流阻、流阻、流量反块块系,流量越小～块阻越大～流阻越大～块阻越小～流阻越大～流量越小。
• 块块块• 使用块境1. 块境度温—冷却液介块—块阻块算2. 块块块境—表块要求3. 块、块块、震块块境等装• 表面块理常用要求—块块—阳极氧化—块块—其他块合金表面块理块度大～需块求块供块商。
风电功率组件水冷散热器仿真模拟和实验研究
风电功率组件水冷散热器仿真模拟和实验研究摘要：近年以来风电产业发展迅速。
随着风电功率组件的功率密度越来越大，对于功率组件而言，散热器是整个功率组件正常工作的重要保证。
散热器的设计中保证散热器的散热性能的同时，降低散热器的使用条件是散热器的核心内容。
本文就2.0MW水冷双馈功率组件为例，利用有限元分析软件ANSYS，以及模拟发热实验的方法，进行了散热器设计。
关键词：散热器设计；有限元仿真；模拟实验；一．引言1.1 风电功率组件散热器风电变流器容易出现极端高、低温现象，安装空间极其有限，如何在有限空间内对高频、大电流的IGBT模块进行散热成为风电变流器散热设计的关键。
目前，应用于风电变流器IGBT模块的散热器主要的散热方式有强迫风冷和强迫水冷两种。
随着设备容量的增大，其散热方式由风冷逐渐向水冷发展，如果散热器设计不合理，将导致流阻较大，或散热均温性较差，降低了IGBT的使用寿命，甚至由于散热性能不足导致IGBT过热造成炸裂等事故，同时散热问题也是限制高压电力设备容量的主要因素之一。
因此对IGBT散热器的研究是电力电子行业发展的需要。
1.2 散热器设计基本原理IGBT芯片依次通过衬板焊料，衬板，基板焊料和基板将运行过程中产生的热量传递到散热器，散热器通过和冷却水的换热将热量带出模块系统。
热传导是指由于冷却水与散热器直接接触时存在温差而发生的热量传递过程。
其基本定律为傅里叶定律，即:式中： q为热流密度，即为单位面积的热流密度，为温度梯度，即温度在x方向的变化率;为散热器与冷却水之间的导热系数。
热对流是指冷却水与散热器流道壁面接触时发生的热交换过程，其基本定律为牛顿冷却公式:式中：为对流换热系数；A为换热面积;为壁面温度;为流体温度。
为对流换热系数，主要与流体的物理性质，表面换热形状、部位、表面与流体的流速有关。
对于散热器设计而言，主要与散热面积以及流速相关。
流速越大，散热面积越大对流换热效果越好，强制水冷散热器对流换热系数通常为1000～1500。
IGBT水冷散热器实验与仿真
ｄ ｏ ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． Ｉ Ｓ Ｓ Ｎ ． １ ０ ０ ７—２ ６ ９ １ ． ２ ０ １ ５ ． ０ １ ． １ ７
Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ水 冷 散 热 器 实 验 与 仿 真
丁 杰 ， 张 平
（ １ ． 湘 潭 大 学 土 木 工 程 与 力 学 学 院 ，湖 南 湘 潭 ４ １ １ １ ０ ５ ； ２ ．南 车 株 洲 电力 机 车研 究 所 有 限 公 司 南 车 电 气 技 术 与 材 料 工 程 研 究 院 ，湖 南 株 洲 ４ １ ２ ０ ０ １ ） 摘 要 ：水 冷散 热 器 是 保 证 大功 率 交 流 传 动 电 力 机 车 变流 装 置 正 常 工 作 的 有 效 散 热 装 置 ，其 散 热 性 能 与 流 动 阻
温度 和 压 降 与 实验 数 据 较 为 吻合 ， 其 余 ５种低 ｅ数 湍 流模 型 的 温 度 结 果 与 标 准 ｋ—ｓ模 型 基 本 接 近 。
关 键 词 ： 绝缘 栅 双 极 型 晶体 管 ；水 冷 散 热 器 ；模 拟 热 源 ；湍 流 模 型 ；低 数
中图 分 类 号 ：Ｔ Ｍ４ ６；Ｔ Ｂ ６ ５ ７ ． ５ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ ０ ７—２ ６ ９ １（ ２ ０１ ５ｌ ０１—０ ０ ９ ７—０ ７
Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ元 件 不 能 长 时 间 工作 在 极 限 工 况 ，损 耗 特 性 与 结 温 相 互 影 响 等 问题 ， 实 验 中 采 用 了 自制 的模 拟 热 源 代 替 Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ元 件 。探 讨 了层 流 模 型 、 标 准 ｋ—ｓ模 型 和 ６种 低 Ｒ ｅ数 湍 流 模 型 （ Ａ ｂ ｉ ｄ 、Ｌ ａ ｎ — Ｂ ｒ ｅ ｍ ｈ ｏ ｒ ｓ ｔ 、Ｌ ａ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ
Icepak在水冷板IGBT散热中的应用介绍
Icepak在水冷板IGBT散热中的应用
QQ2014827387
水冷板上下两个面
水冷板内部流道
建立仿真流程
●ANSYS DM作为前处
理接口
●DM将简化和转换后
的模型传给Icepak
模型简化和转换
ANSYS DM为Icepak提供了专门的模型转换工具集
Icepak热仿真模型
Icepak水冷板模型; 建立IGBT模型水冷板流道
Icepak优秀的多级别网格技术, 很好地捕捉了流道尺寸特征
网格良好的贴体性, 很好地保留了流道的外形
水冷板散热器
•材料为Al 6063-T5环境温度
•30 度
工质
•50% 乙二醇
•45 度
•流量10L/min
流道内乙二醇温度云图
水冷板表面温度云图
IGBT模块基板壳温云图, 很好地展示了芯片间温度的不均匀性
此动画视频展示了乙二醇在流道内流动的动态过程
2014827387@ 。
IGBT用水冷板式散热器的数值模拟
IGBT用水冷板式散热器的数值模拟杨雄鹏;张磊;曹伦;陈若奇【期刊名称】《电子机械工程》【年(卷),期】2014(030)002【摘要】在电力电子设备功率密度日益增长的背景下,散热设计成为产品可靠性设计的关键瓶颈.文中以冷板式强迫液体冷却系统的数值模拟为例,介绍了冷板式强迫冷却系统的优势以及该系统数值分析的原理和计算方法.对具体IGBT模块进行的散热仿真模拟验证表明,水冷系统具有集成度高、模块化强、散热效率高、能耗低、噪声低、占地空间小等众多优势,可以很好地控制高功率模块中IGBT芯片的温度,有利于IGBT模块等器件长期安全可靠稳定地工作,可降低模块的故障率,提高整机产品的可靠性.【总页数】4页(P43-45,56)【作者】杨雄鹏;张磊;曹伦;陈若奇【作者单位】西安交通大学,陕西西安710049;特变电工西安电气科技有限公司,陕西西安710065;特变电工新疆新能源股份有限公司, 新疆乌鲁木齐830011;特变电工西安电气科技有限公司,陕西西安710065;特变电工新疆新能源股份有限公司, 新疆乌鲁木齐830011;特变电工西安电气科技有限公司,陕西西安710065;特变电工新疆新能源股份有限公司, 新疆乌鲁木齐830011;特变电工西安电气科技有限公司,陕西西安710065;特变电工新疆新能源股份有限公司, 新疆乌鲁木齐830011【正文语种】中文【中图分类】TK414.2+12;TP391.9【相关文献】1.管式IGBT水冷散热器性能的数值模拟研究 [J], 唐玉兔;丁杰2.水冷型热管散热器水冷板结构的数值模拟及试验研究 [J], 杜雪涛;王玉珏;李勇;曾志新3.基于Fluent的水冷板式散热器数值模拟与试验研究 [J], 贺荣;龚曙光;李纯;陈敏4.螺旋流道水冷IGBT散热器数值模拟及试验研究 [J], 张新鹏;张广泰;张辉亮;赵盛国5.电动汽车变流器用IGBT水冷散热器热仿真分析 [J], 丁杰;张平因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
电动汽车变流器用IGBT水冷散热器热仿真分析
电动汽车变流器用IGBT水冷散热器热仿真分析丁杰;张平【摘要】An IGBT water cooling radiator used in an electric vehicle converter was studied. Considering that the average Reynolds number of each channel was in the transition region, steady state temperature of the radiator was calculated by using the laminar model, the standardk-ε turbulence model and six kinds of different low Reynolds number turbulence models with FLUENT software, respectively. Transient problem of the radiator was calculated by using self-developed model order reduction calculation program. Through verifying the accuracy of model order reduction method, transient thermal simulation of typical Chinese urban road conditions was carried out to obtain the temperature variation curves of each chip in IGBT device at different time. The results show that the heat dissipating performance of the water cooling radiator can meet the demand of typical Chinese urban road conditions.%以某电动汽车变流器用IGBT水冷散热器为研究对象,考虑到IGBT水冷散热器内部各槽道平均雷诺数(Re)处于过渡区,利用FLUENT软件分别采用层流、标准k-ε湍流模型和6种低Re 数湍流模型计算IGBT水冷散热器的稳态结果.运用自主开发的模型降阶计算程序对IGBT水冷散热器进行瞬态问题快速计算,在验证模型降阶方法准确性的基础上,对基于中国典型城市道路工况的瞬态热仿真进行快速计算,得到IGBT元件各芯片在不同时刻的温度变化曲线.研究结果表明:该水冷散热器的散热性能满足中国典型城市道路工况的需求.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(048)002【总页数】8页(P525-532)【关键词】电动汽车;变流器;IGBT;水冷散热器;模型降阶;瞬态计算【作者】丁杰;张平【作者单位】湘潭大学土木工程与力学学院,湖南湘潭,411105;南车株洲电力机车研究所有限公司南车电气技术与材料工程研究院,湖南株洲,412001;湘潭大学土木工程与力学学院,湖南湘潭,411105【正文语种】中文【中图分类】U464.138为缓解能源和环境对人类生活与社会发展的压力，世界各国相继开发电动汽车[1]。
电机控制器IGBT模块水冷散热研究
电机控制器IGBT模块水冷散热研究姜坤;李涛;张永亮【摘要】电机控制器的散热性能影响着电机的输出性能.为了解决IGBT模块高热流密度的问题,以直接水冷IG-BT模块翅针散热器为研究对象,采用有限元方法建立翅针散热器及电机控制器冷却水槽的散热模型,并利用有限元软件ICEPAK对不同流量、结构参数下IGBT模块翅针散热器的散热性能进行仿真分析,总结了各主要参数对散热性能的影响规律.结果表明,在满足散热器压降的条件下,翅针直径为2.6 mm,翅针长度为8 mm,翅针间距为7.2 mm×4.2mm,流量为10时翅针散热器具有更好的散热效果,其结论对翅针散热器的优化设计提供了参考.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2017(030)002【总页数】4页(P68-71)【关键词】电机控制器;IGBT模块;翅针散热器;热仿真【作者】姜坤;李涛;张永亮【作者单位】上海理工大学机械工程学院,上海200093;上海鑫国动力科技有限公司,上海200093;上海理工大学机械工程学院,上海200093【正文语种】中文【中图分类】TM571.1电动汽车与传统汽车最大的不同就在于其电驱动系统，而电机控制器是电驱动系统中的关键部件。
电机控制器箱体内的IGBT功率模块会因长时间的运行以及频繁起动、关闭而大量发热，而电机控制器的散热性能直接影响电动机的输出性能及电驱动系统运行的可靠性。
因此，为了保证IGBT功率模块工作性能的稳定，需要开发更好的散热系统，使IGBT功率模块工作在允许的温度范围内。
电机控制器的冷却方式主要有风冷和液冷两种。
风冷散热成本相对较低，但散热能力有限，随着电力电子器件功率不断增加，这时需要采用具有更强散热能力的液冷散热器来提高系统的散热能力。
目前，关于IGBT模块散热器的研究主要有风冷散热器[1-2]、冷板散热器[3-5]、热管散热器[6]等，而对于采用直接水冷的翅针散热器[7-8]的研究较少。
IGBT_水冷散热器的仿真与试验
看出，基板厚度增加时其表面最高温度逐渐上
升，这是因为基板厚度增加导致 IGBT 和冷却
液之间的传递热阻也随着增加，散热性能变
差。
间断式肋片长度影响对流换热面积的大
小，从而影响散热。该文研究了肋片长度为
5mm~40mm 时，散热器基板表面最高温度的
变化如图 2（b）所示。可以看出，当长度为
5mm~20mm 时，随着肋片长度增加，基板表面
利用机组和水冷测试平台对样机进行额定工况温升测试，试验数据与仿真结果相吻合。研究表明，平直肋片散热
器不仅工艺简单、成本低，而且能很好地满足 IGBT 的散热需求。
关键词 ：变频器 ；水冷散热器 ；IGBT ；Flotherm
中图分类号 ：TB 657
文献标志码 ：A
随着大功率电力电子器件的迅速发展，变频器广泛地 应用于工业领域中。各行业对变频器体积结构要求越来越紧 凑，这就意味着产品的体积热流密度越来越大，对系统的散 热设计要求也不断提高。为提高产品的可靠性，实现设备的 高效散热是非常重要的环节。IGBT 作为变频器的主要功率 器件，其单位体积发热量较大，系统的功率密度和发热量急 剧增大，所以 IGBT 的散热就成为整机散热设计的关键。
4 试验研究
该研究使用 30kW 电机机组和水冷测试平台进行额定工
况下样机温升测试，受试验条件限制，水冷散热器在测试条
件下，其环境温度和冷却液体的温度不能满足 65℃的条件，
在分析试验结果的过程中，采用测试点温升值与仿真结果进
行对比。水冷测试平台装有装配时将热电偶线布置在
1 变频器功率单元结构
该文以 30kW 变频器功率单元模块为研究对象，其主要 结构由壳体、面盖及内部的 IGBT、母线电容和铜排等组成， 其中水冷散热器作为一个冷板结构件，IGBT 安装在水冷散 热器基板上，其发热量通过基板传递给肋片并通过冷却液体 将热量带走，散热器内部流道采用间断式的平直肋片，与普 通肋片相比增加水道内体流体扰动、提高散热效率和减少流 道内压力。冷却水道的密封方式采用橡胶圈和密封盖板通过 螺栓锁紧，满足国标的压强要求。
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浅述一种直接水冷IGBT模块的散热仿真作者：王晓丽于凯黄小娟
来源：《科学与信息化》2020年第06期
摘要 IGBT（绝缘栅双极型晶体管）模块散热性能的好坏是影响IGBT模块可靠性的一个重要因素，本文设计了一种直接水冷散热结构的IGBT模块，应用Ansys软件对该结构进行散热仿真，并与英飞凌同类结构的散热仿真结果做对比，对比结果表明文中结构的散热分布更均匀，更有利于模块的均流特性。
关键词 IGBT;结构;散热仿真
近年来随着人们对电力电子装置要求的日渐提高，电子设备及系统正向小型化、多功能方向发展，IGBT 模块也正在向小尺寸、大功率的方向发展。
随之而来的是模块内所产生的高热流密度带来的散热问题，该问题是制约IGBT模块可靠性的重要因素之一，当IGBT工作温度超出限制范围时，元器件的性能及稳定性下降，进而影响系统的可靠性，这就迫使人们对传统的热设计技术进行进一步的研究，探索适应这一新趋势的有效散热措施。
而当采用了一项新型热设计技术时，产品的身价也随之增加。
因此， IGBT模块散热系统的设计对模块的性能和价值有重要影响[1-2]。
随着计算机辅助设计软件的发展，有限元分析软件在模块结构设计中占举足轻重的地位，该软件可以对影响热分布的诸多因素（部件几何尺寸、分布状态、导热材料的传输系数、周围环境等）进行模拟，计算结果通过图形化显示直观的温度场分布，可以高效、高速地应用在精度要求不是很苛刻的产品的热设计中[3]。
本文通过Ansys软件对所设计结构的IGBT模块进
行散热仿真，并与英飞凌同类结构模块的散热仿真结果进行对比，来验证所设计结构的必要性。
1 散热仿真
1.1 结构设计
本文所设计的IGBT模块及其散热器结构关键项点主要包含：
（1）模块底板自带pin-fin，自带的pin-fin为上窄下宽结构，该结构能有效增加底板的散热面积，同时降低pin-fin对冷却液的阻流能力;
（2）模块水槽的导流沟道，有利于水槽中水流的均匀性，使得模块工作时各芯片热分布更均匀，能有效抑制由热分布不均引起的芯片损坏。
1.2 散热仿真
（1）结构建模
在不影响仿真结果的前提下，同时为便于网格划分，本文对模块模型中的子单元、焊料、带pin-fin的底板、散热水槽及冷却液进行简化处理，如图1所示：
（2）边界条件设置
每個热源功耗为100W，总功耗为900W，冷却液设为水，入口水流速度设为0.2m/s，入口水温设为0℃，出口压力设为0N/m2，模块周围温度为20℃。
（3）仿真结果
对比两种结构在相同条件下的热分布情况，散热仿真结果如图2、图3所示，由图可以看出文中结构的最高温度为54.09℃，英飞凌结构最高温度为64.57℃。
水流速度分布图如图4、图5所示，文中结构水槽中的最大水流速度为0.26m/s，英飞凌结构的最大水流速度为
0.3m/s，且文中结构的水流更均匀。
1.3 不同入水口水流速度的仿真对比
保持其他边界条件不变，分别将入水口的水流速度设为0.1m/s，0.2m/s，0.3m/s，0.4m/s，0.5m/s，0.7m/s。
由图6出在保持其他边界条件不变的情况下，当增加水流速度时，模块的最高温度与模块子单元之间的温差值降低。
2 结果分析
由温度图可以看出，两种结构模块的温度分布基本保持一致，水平方向上靠近入水口一侧的散热效果要低于出水口一侧的散热效果，垂直方向上靠近入水口一侧的散热更好。
分析原因是，水平方向上，入口侧的垂直流速比出口侧的垂直流速小，所以靠近入口方向的散热差;垂直方向上，因为靠近入水口的水温低，因此带走的热量大，水越往下流，水温越高，散热能力越差，因此垂直方向上离入水口越远，散热能力越差。
不同点是：①相同条件下，新设计的散热结构最高温度为54℃，比英飞凌同类结构模块的最高温度低10℃，子单元之间的最高温差为14℃，比英飞凌模块的最高温差低8℃，热分布均匀性优于英飞凌模块。
分析原因：由图7图8可以看出文中结构散热水槽中水流更均匀，导致文中结构的最高温度低于英飞凌模块的最高温度，且热分布更均匀。
②与英飞凌同类结构相比文中设计的结构靠近出水口侧的温度较高。
分析原因：本文设计结构中水槽中的水流速分布更均匀，而英飞凌模块水槽中靠近出水口一侧的水流速比入水口一侧的水流速大，使得英飞凌模块靠近出水口侧的温度低于文中结构相同部位的温度。
3 结束语
本文通过Ansys仿真软件对文中结构与英飞凌同类结构的散热性能进行仿真对比，通过对比结果得出本文设计的这种散热结构使得模块的热分布更均匀，有利于模块的均流特性，同时对不同水流速度的散热性能进行仿真，仿真结果表明，在实际工况允许的条件下，可以通过提高水流速度来提高结构的散热能力。
参考文献
[1] 孙薇，刘钧，苏伟，等.直接冷却IGBT 功率模块散热性能研究[J].电工电能新技术，2014，（4）：21-25.
[2] 刘庆龙，丁炬明，贡俊，等.黄苏融基于ANSYS的逆变器冷却结构热仿真与设计优化
[C].第十七届中国电动车辆学术年会.第十七届中国电动车辆学术年会论文集.北京：中国电工技术学会，2014：114-118.
[3] 张健，吕长志，张小玲，等.基于ANSYS的IGBT热模拟与分析[J].北京工业大学，2011，41（1）：139-142.
作者简介
王晓丽，女，工程师，现就职单位：西安中车永电电气有限公司，研究方向：IGBT模块封装测试。
于凯，男，高级工程师，现就职单位：西安中车永电电气有限公司，研究方向：IGBT模块封装测试。
黄小娟，女，工程师，现就职单位：西安中车永电电气有限公司，研究方向：IGBT模块封装测试。