Силиконови термоподложки за термично управление на батерии на електромобили и охлаждане на силова електроника

Защо термичният мениджмънт е от значение за електромобилите и силовата електроника

С развитието на електромобилите и силовата електроника ефективният термичен мениджмънт става все по-важен. Батерийните клетки, силовите модули, IGBT-елементите и други електронни компоненти генерират топлина по време на работа. Без подходящо отвеждане на топлината излишните температури могат да повлияят върху работата на компонентите, да намалят техния експлоатационен срок и да увеличат рисковете за безопасност.

Силиконовите термични подложки се използват широко като термични интерфейсни материали (TIM), за да се подобри топлопреминаването между компонентите, които генерират топлина, и охладителните конструкции. Те запълват малките зазори и неравностите по повърхностите, което помага да се намали термичното контактно съпротивление, без да се компрометира електрическата изолация.

В сравнение с твърдите термични интерфейсни материали меките силиконови подложки предлагат по-добра гъвкавост и свиваемост. Това ги прави особено подходящи за батерийните системи на електромобилите и за силовата електроника, където трябва да се вземат предвид вибрациите, неравните повърхности и променливите монтажни зазори.

Защо да изберете силиконови топлопроводни подложки за приложения в електромобили?

Силиконовите топлопроводни подложки предлагат няколко предимства за автомобилни и промишлени енергийни приложения:

· Ефективно запълване на междинни пространства: Тяхната гъвкава структура се адаптира към неравни повърхности и запълва въздушните пролуки между батерийни клетки, електронни компоненти и охладителни плочи, което подобрява топлинния контакт.

· Електрическа изолация: Те осигуряват електрическа изолация, докато прехвърлят топлина, и по този начин помагат за изолиране на електронните компоненти от метални корпуси и охладителни конструкции.

· Устойчивост към вибрации: Тяхната мека и еластична структура помага за поддържане на контакт между компонентите при вибрации и механично движение, което ги прави подходящи за автомобилни среди.

· Лесна монтажна и поддръжна процедура: Предварително оформените подложки са лесни за позициониране и инсталиране. Те не изискват процес на отвръзване и позволяват по-чиста сглобка и по-лесна замяна по време на поддръжка.

· Гъвкава дебелина и дизайн: Могат да се изберат различни дебелини, форми и класове материали, за да съответстват на конкретните подредби на компонентите и изискванията за термично управление.

Основни изисквания към производителността за охлаждане на електромобили и силова електроника

При избора на силиконова топлопроводна подложка инженерите трябва да вземат предвид няколко важни фактора.

Термична проводимост: Различните електронни компоненти генерират различни нива на топлина. Топлопроводността трябва да се избира според топлинната натовареност на компонента и проекта на системата за охлаждане.

Работна температура: Автомобилните приложения изискват материали, които запазват стабилна производителност в широк температурен диапазон. Стандартните силиконови топлопроводни подложки VOLSUN работят в диапазона от -40 °C до +200 °C, докато класът GP1002-SI поддържа температури до -60 °C.

Пламоустойчивост: Огнеустойчивостта е друг важен фактор при електрически и автомобилни приложения. Силиконовите топлопроводни подложки VOLSUN отговарят на класа за огнеустойчивост V-0.

Електрическа изолация: Топлопроводните подложки трябва да осигуряват както пренос на топлина, така и електрическа изолация. Топлопроводните подложки VOLSUN имат обемно съпротивление ≥10¹² Ω·cm.

Типични приложения в електромобили и силова електроника

Силиконовите топлопроводни подложки се използват в различни части на електромобили и системи за силова електроника, за да се подобри преносът на топлина и да се защитят чувствителни компоненти.

Как да изберете подходящата топлопроводност?

Изборът на подходящата топлопроводност е от съществено значение за балансиране на отвеждането на топлина, гъвкавостта на материала и изискванията на приложението.

· 1,5–3,0 W/m·K: Подходящи за батерийни пакети на електромобили и общи електронни модули, където са необходими умерено отвеждане на топлина и добра гъвкавост.

· 4,0–6,0 W/m·K: Препоръчват се за IGBT и високомощни електронни компоненти, които генерират повече топлина. VOLSUN GP4001 и GP6001 са налични в тези класове по топлопроводност.

· Приложения при ниски температури: За системи на електрически превозни средства, работещи в студени климатични условия, или за оборудване, изложено на изключително ниски температури, GP1002-SI предлага ултрамеко решение с температурен диапазон до -60 °C и твърдост под 10 по скалата Shore OO.

За приложения с тесни монтажни зазори или неравни повърхности на компонентите мекотата и компресибилността на материала също са важни фактори при избора.

Силиконовите термоподложки играят важна роля в термичното управление на батериите на електрическите превозни средства и в охлаждането на силовата електроника. Като комбинират топлопроводимост, електрическа изолация, гъвкавост и способност за запълване на зазори, те помагат за създаването на надеждни термични интерфейси между електронните компоненти и охладителните конструкции.

Свържете се с VOLSUN, за да обсъдите нуждите си от термично управление и да поискате проби.