Zur effizienten Wärmeableitung des IGBT-Moduls von Hochgeschwindigkeitszügen wurde ein nadelrippengekühlter Kühlkörper für die Trockeneis-Partikelstrahlkühlung entwickelt. Es wurden drei Modelle mit unterschiedlichen Rippenparametern erstellt. Durch numerische Simulation wurde der Einfluss der Anzahl, des Durchmessers und der Höhe der Rippen auf die Kühlleistung untersucht. Der optimale Kühlkörper besitzt 64 Rippen mit einem Durchmesser von 12 mm und einer Höhe von 45 mm. Im Vergleich zu einem kühlkörper ohne Rippen sank die Temperatur der Wärmeübertragungsbasisfläche um 10,57 ℃, und die Sublimationsrate des Trockeneises im Inneren des Kühlkörpers stieg um 17,2 %. Experimente zeigten den Strömungszustand des Trockeneis-Kühlmittels im Rohr sowie die Störungs- und Kollisionsprozesse der Partikel im Kühlkörper und bestätigten die Simulationsergebnisse. Die Trockeneis-Partikelstrahlkühlung hält das IGBT-Modul mit einer Leistung von 1,6 kW bei etwa 25 ℃, erfüllt damit dessen Kühlanforderungen und bietet eine Grundlage zur vertieften Erforschung der Trockeneis-Partikelstrahlkühltechnologie.

Trockeneissublimation;Kühlkörper;Phasenwechsel;IGBT-Modul