26403

شبيه‌سازي و تحليل عملكرد حرارتي كليدهاي ماسفت سيليكان كاربيد مورداستفاده در سيستم پيشرانه خودروهاي الكتريكي

كارشناسي ارشد

مهندسي برق - الكترونيك قدرت و ماشين هاي الكتريكي

1398

1400/12/24

دكتر داود عرب خابوري

دكتر داود عرب خابوري

برق

در اين پايان¬نامه به منظور شبيه¬سازي و تحليل عملكرد حرارتي ماسفت¬ها، در ابتدا با مطالعه بازار جهاني يك كليد ماسفت متناسب با سطح ولتاژ و جريان مد نظر انتخاب شده سپس مدل حرارتي آن بر اساس مشخصه-هاي موجود در برگه داده كليد استخراج مي‌گردد. تحليل عملكرد حرارتي ماسفت سيليكان كاربيد بر اساس يك مدل دقيق از خودروي الكتريكي انجام مي¬شود و نتايج شبيه¬سازي تحت روش¬هاي مدولاسيون بردار فضايي پيوسته و ناپيوسته در دو فركانس كليدزني 20 و 40 كيلوهرتز با يكديگر مقايسه مي¬شوند. هدف از مدل‌سازي حرارتي اين است كه دماي نقطه اتصال تك¬تراشه ماسفت به واحد كنترل داده شود تا از محدوده دمايي قابل‌تحمل كليد خارج نشود. به منظور اطمينان از نتايج به دست آمده از مدل‌سازي حرارتي، ماسفت منتخب به‌صورت سه¬بعدي در نرم¬افزار ANSYS ICEPAK پياده‌سازي شده و بر روي آن تحليل عنصر محدود انجام مي¬گيرد، يكي از مزاياي مدل حرارتي ارائه شده كه براي واحد كنترل هم حائز اهميت است، بهبود زماني بيش از 50 درصدي در كنار خطاي حدود 8 درصد است كه مقدار قابل قبولي مي¬باشد.

1401/02/04

Simulation and Analysis of the Thermal Performance of Silicon Carbide MOSFETs Used in the Electric Vehicle Propulsion System

1/1/1900 12:00:00 AM

In this dissertation, to simulate and analyze the thermal performance of MOSFETs, first by studying the global market, a MOSFET switch is selected according to the desired voltage and current level. Its thermal model is extracted based on the characteristics in the datasheet. The thermal performance analysis of MOSFET silicon carbide is based on an accurate model of an electric vehicle, and the simulation results are compared under continuous and discontinuous space vector modulation methods at two switching frequencies of 20 and 40 kHz. The purpose of thermal modeling is to give the temperature of the die-MOSFET connection point to the control unit so that it does not exceed the tolerable temperature range of the switch. To ensure the results obtained from thermal modeling, the selected MOSFET is implemented in three dimensions in ANSYS ICEPAK software, and finite element analysis is performed. One of the main advantages of the proposed thermal model, which is also essential for the control unit, is much less computational time than finite element analysis and, at the same time, high modeling accuracy.

ماسفت سيليكان كاربيد , خودروي الكتريكي , تحليل حرارتي , مدل‌سازي حرارتي , تحليل عنصر محدود

Silicon Carbide MOSFET , Electric Vehicle, Thermal Analysis , Thermal Modelling , Finite Element Analysis

Morteza Jamei

Dr. Davood Arab Khaburi