Silikonové tepelné podložky pro tepelné řízení baterií elektromobilů a chlazení výkonové elektroniky

Proč je tepelné řízení důležité u elektromobilů a výkonové elektroniky

Vzhledem k dalšímu rozvoji elektromobilů a výkonové elektroniky se účinné tepelné řízení stává čím dál více důležitějším. Bateriové články, výkonové moduly, IGBT tranzistory a jiné elektronické součásti při provozu generují teplo. Pokud nedojde k vhodnému odvádění tepla, může nadměrná teplota ovlivnit výkon součástek, zkrátit jejich životnost a zvýšit bezpečnostní rizika.

Silikonové tepelné podložky se široce používají jako tepelné mezivrstvy (TIM) ke zlepšení přenosu tepla mezi teplovyvíjejícími se součástkami a chladicími konstrukcemi. Vyplňují malé mezery a nerovnosti povrchu, čímž pomáhají snížit tepelný přechodový odpor a zároveň zachovávají elektrickou izolaci.

Ve srovnání s tuhými tepelnými mezivrstvami nabízejí měkké silikonové podložky lepší pružnost a stlačitelnost. To je činí zvláště vhodnými pro bateriové systémy elektromobilů a výkonovou elektroniku, kde je třeba brát v úvahu vibrace, nerovné povrchy a různé montážní mezery.

Proč zvolit silikonové tepelné podložky pro aplikace v elektromobilech?

Silikonové tepelné podložky nabízejí několik výhod pro automobilové a průmyslové výkonové aplikace:

· Účinné vyplnění mezer: Jejich pružná struktura se přizpůsobuje nerovným povrchům a vyplňuje vzduchové mezery mezi bateriovými články, elektronickými součástkami a chladicími deskami, čímž zlepšuje tepelný kontakt.

· Elektrickou izolaci: Zajišťují elektrickou izolaci při přenosu tepla a tak pomáhají izolovat elektronické součástky od kovových pouzder a chladicích konstrukcí.

· Odolnost proti vibracím: Jejich měkké a pružné vlastnosti umožňují udržet kontakt mezi součástkami za podmínek vibrací a mechanického pohybu, což je vhodné pro automobilové prostředí.

· Snadná montáž a údržba: Předtvarované podložky lze snadno umístit a nainstalovat. Nepotřebují žádný proces tuhnutí a umožňují čistší montáž i jednodušší výměnu během údržby.

· Průmyslově flexibilní tloušťka a konstrukce: Lze vybrat různé tloušťky, tvary a třídy materiálů tak, aby odpovídaly konkrétním uspořádáním komponentů a požadavkům na řízení tepla.

Klíčové požadavky na výkon pro chlazení elektromobilů a výkonové elektroniky

Při výběru křemičitanové tepelné podložky by měli inženýři zvážit několik důležitých faktorů.

Tepelná vodivost: Různé elektronické komponenty generují různé množství tepla. Tepelnou vodivost je třeba vybrat podle tepelné zátěže komponentu a návrhu chladicího systému.

Provozní teplota: Automobilové aplikace vyžadují materiály, které udržují stabilní výkon v širokém rozsahu teplot. Standardní křemičitanové tepelné podložky VOLSUN pracují v rozmezí od −40 °C do +200 °C, zatímco třída GP1002-SI umožňuje provoz až do −60 °C.

Odolnost plamene: Odolnost vůči plamenům je dalším důležitým kritériem pro elektrické a automobilové aplikace. Křemičitanové tepelné podložky VOLSUN splňují hořlavostní klasifikaci V-0.

Elektrická izolace: Tepelné podložky by měly zajišťovat jak přenos tepla, tak elektrickou izolaci. Objemový odpor tepelných podložek VOLSUN činí ≥10¹² Ω·cm.

Typické aplikace v elektromobilech a výkonové elektronice

Silikonové tepelné podložky se používají v různých částech elektromobilů a systémů výkonové elektroniky za účelem zlepšení přenosu tepla a ochrany citlivých komponentů.

Jak vybrat správnou tepelnou vodivost?

Výběr správné tepelné vodivosti je klíčový pro dosažení rovnováhy mezi odvodem tepla, pružností materiálu a požadavky konkrétní aplikace.

· 1,5–3,0 W/m·K: Vhodné pro bateriové balíčky elektromobilů a obecné elektronické moduly, kde je vyžadován střední odvod tepla a dobrá pružnost.

· 4,0–6,0 W/m·K: Doporučeno pro IGBT a výkonové elektronické komponenty s vyšším výkonem tepla. Tepelné podložky VOLSUN GP4001 a GP6001 jsou dostupné v těchto třídách tepelné vodivosti.

· Aplikace za nízkých teplot: Pro systémy elektromobilů provozované v chladných klimatických podmínkách nebo zařízení vystavená extrémně nízkým teplotám nabízí GP1002-SI ultra-měkké řešení s teplotním rozsahem až do -60 °C a tvrdostí pod 10 Shore OO.

Pro aplikace s úzkými montážními mezerami nebo nerovnými povrchy komponentů jsou měkkost a stlačitelnost materiálu také důležitými faktory při výběru.

Silikonové tepelné podložky hrají klíčovou roli při tepelném řízení baterií EV a chlazení výkonové elektroniky. Díky kombinaci tepelné vodivosti, elektrické izolace, pružnosti a schopnosti vyplnit mezery pomáhají vytvářet spolehlivé tepelné rozhraní mezi elektronickými komponenty a chladicími konstrukcemi.

Kontaktujte VOLSUN, abyste prodiskutovali své požadavky na tepelné řízení a požádali o vzorky.