Leistungselektronische Komponenten finden verstärkt Einsatz im Automobil-Bereich. Dabei werden hohe Anforderungen an die Langzeitzuverlässigkeit gestellt, da der Betrieb dieser Komponenten unter extremen thermischen Randbedingungen über ca. 15 Jahre gewährleistet sein muß. In der vorliegenden Arbeit wird die simulationsgestützte Entwicklung und Optimierung von zuverlässigen, flüssigkeitsgekühlten Antriebsumrichtern für Elektrofahrzeuge beschrieben. Mit Hilfe der Simulationen konnte die thermische Performance des Kühlsystems und der Baugruppe für den Einsatz im Pkw optimiert werden. Die Lebensdauer der Baugruppe, die durch die Schädigung der Lötstellen infolge thermischer Lastwechsel eingeschränkt ist, konnte durch Einsatz von thermomechanischen Simulationen stark verbessert werden. Es wurde dargestellt, daß mit dem einfachen analytischen Ansatz der Zusammenhang zwischen Zuverlässigkeit und Größe der Baugruppe falsch ermittelt wird. Die Simulationen zeigen, daß die Schädigung von großflächigen Lötstellen bei homogener Temperaturbelastung in den Ecken beginnt, was durch eine Überlagerung von zwei Schubdehnungskomponenten verursacht wird. Im Gegensatz zum idealisierten analytischen Ansatz zeigen die Simulationen, daß die Rißausbreitung nahezu unabhängig von der Lötstellengröße ist und somit Untersuchungen für unterschiedliche Baugruppengrößen nicht notwendig sind. Die Meßergebnisse bestätigen die Aussagen der Simulation für verschiedene Aufbauten.
Zuverlässigkeit von Antriebselektronik für Elektrofahrzeuge
Reliability of driving electronics for electro vehicles
2000
14 Seiten, 12 Bilder, 4 Tabellen, 6 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Zuverlaessigkeit von Antriebselektronik fuer Elektrofahrzeuge
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