車載用インバータ・モータの熱設計と熱対策

環境負荷の小さい、ハイブリッド車（PHV）や電気自動車（EV）が世界的な潮流となって開発競争が激化しています。これらは動力に電気エネルギーを使用するため、インバータ、モータ、バッテリという基本要素で構成されます。当然ながら小型・軽量・高効率化小型および低コスト化の要求が強く、その実現のためには、放熱が不可欠な共通技術となっています。 　インバータでは、素子の温度を一定以下に保つためにその放熱経路上の熱抵抗を最小化しなければなりません。モータの小型化においてもコイルや軸受、磁石など各部の温度を抑えるために低熱抵抗の放熱構造が必要となっています。 　本講座では、伝熱の基礎から、インバータやモータの放熱メカニズム、熱抵抗低減のための施策まで、広範囲な熱設計のポイントについて解説します。

1. EV、PHVの構成と放熱
   1. 温度を制限する要因
   2. 放熱基本構造
2. 放熱設計のための伝熱の基礎
   1. 熱伝導
   2. 対流
   3. 放射
   4. フィン効率
   5. 圧損係数と通風抵抗
   6. 過渡熱応答
3. インバータの構造と放熱ルート
   1. 熱抵抗回路
4. パワーモジュールの低熱抵抗化
   1. 熱対策分類
   2. 放熱材料・放熱デバイス
5. 接触熱抵抗低減材料
   1. 接触熱抵抗計算
   2. TIMの種類と特徴・使用上の注意
6. ヒートシンクの設計
   1. 空冷ヒートシンクの設計
   2. 水冷ヒートシンクの設計
7. モータの構造と熱源
   1. モータの構造
   2. モータの熱源と放熱経路
   3. 熱抵抗回路
8. モータの熱対策