Refroidissement direct d’Electronique de Puissance par l’utilisation de matériaux à changement de phase

Ces travaux portent sur la gestion thermique de composants d’électronique de puissance dans les véhicules électriques, et plus spécifiquement sur le cas de l’onduleur, dont le rôle est de convertir le courant continu venant de la batterie en un courant alternatif pour les moteurs. Lors de son fonctionnement, un onduleur dissipe de la chaleur, qui est évacuée grâce à un système de refroidissement liquide.

Lors de comportements transitoires (comme une accélération dans le cas d’une application automobile), les pertes de puissances peuvent être jusqu’à deux fois plus importante qu’en régime continu. L’idée de ces travaux est d’intégrer un système passif de gestion thermique à base de matériaux à changement de phase (MCP) pour venir compléter le système de refroidissement principal lors de ces régimes transitoires.

Un amortisseur thermique à base de MCP permet le stockage par chaleur latente de l’énergie dissipée lors des phases transitoires, pour ensuite l’évacuer grâce au système de refroidissement principal lors des phases continues.

Le verrou majeur de l’utilisation des MCP dans cette application est leur faible conductivité thermique. En se basant sur l’état de l’art, une solution identifiée permettant l’amélioration de la conductivité de l’amortisseur thermique serait de créer un hybride MCP-matériau à forte conductivité thermique. La localisation de l’amortisseur thermique devra également être étudiée, puisque celui-ci devra être placé au plus près des puces, sans gêner leurs connexions électriques ni dégrader le refroidissement en régime nominal.

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