Plaquettes thermiques en silicone pour la gestion thermique des batteries de véhicules électriques et le refroidissement de l’électronique de puissance

Pourquoi la gestion thermique est-elle essentielle dans les véhicules électriques et l’électronique de puissance

À mesure que les véhicules électriques et l’électronique de puissance évoluent continuellement, une gestion thermique efficace devient de plus en plus cruciale. Les cellules de batterie, les modules de puissance, les IGBT et d’autres composants électroniques génèrent de la chaleur pendant leur fonctionnement. En l’absence d’une dissipation thermique adéquate, des températures excessives peuvent nuire aux performances des composants, réduire leur durée de vie et accroître les risques pour la sécurité.

Les cales thermiques en silicone sont largement utilisées comme matériaux d’interface thermique (TIM) afin d’améliorer le transfert de chaleur entre les composants générateurs de chaleur et les structures de refroidissement. Elles comblent les petits espaces et les irrégularités de surface, contribuant ainsi à réduire la résistance thermique de contact tout en assurant une isolation électrique.

Comparées aux matériaux d’interface thermique rigides, les cales en silicone souple offrent une meilleure flexibilité et compressibilité. Cela les rend particulièrement adaptées aux systèmes de batteries des véhicules électriques et à l’électronique de puissance, où doivent être pris en compte les vibrations, les surfaces non uniformes et les écarts d’assemblage variables.

Pourquoi choisir des cales thermiques en silicone pour les applications véhicules électriques ?

Les cales thermiques en silicone offrent plusieurs avantages pour les applications automobiles et industrielles à forte puissance :

· Combler efficacement les espaces vides : Leur structure souple s’adapte aux surfaces irrégulières et comble les espaces d’air entre les cellules de batterie, les composants électroniques et les plaques de refroidissement, améliorant ainsi le contact thermique.

· Isolation électrique : Elles assurent une isolation électrique tout en transférant la chaleur, ce qui permet d’isoler les composants électroniques des boîtiers métalliques et des structures de refroidissement.

· Résistance aux vibrations : Leurs propriétés souples et élastiques permettent de maintenir un contact fiable entre les composants soumis aux vibrations et aux mouvements mécaniques, ce qui les rend particulièrement adaptées aux environnements automobiles.

· Assemblage et entretien simplifiés : Les cales préformées sont faciles à positionner et à installer. Elles ne nécessitent aucun processus de durcissement et permettent un assemblage plus propre ainsi qu’un remplacement plus aisé lors de l’entretien.

· Épaisseur et conception flexibles : Des épaisseurs, des formes et des grades de matériaux différents peuvent être sélectionnés afin de s’adapter aux dispositions spécifiques des composants et aux exigences de gestion thermique.

Exigences clés en matière de performances pour le refroidissement des véhicules électriques (EV) et de l’électronique de puissance

Lors du choix d’un tampon thermique en silicone, les ingénieurs doivent prendre en compte plusieurs facteurs importants.

Conductivité thermique : Les différents composants électroniques génèrent des niveaux de chaleur distincts. La conductivité thermique doit être choisie en fonction de la charge thermique du composant et de la conception du système de refroidissement.

Température de fonctionnement : Les applications automobiles exigent des matériaux capables de maintenir des performances stables sur une large plage de températures. Les tampons thermiques en silicone VOLSUN standard fonctionnent de −40 °C à +200 °C, tandis que la référence GP1002-SI supporte des températures aussi basses que −60 °C.

Ignifugation : La résistance au feu constitue un autre critère important dans les applications électriques et automobiles. Les tampons thermiques en silicone VOLSUN peuvent atteindre la classification ignifuge V-0.

Isolation électrique : Les pastilles thermiques doivent assurer à la fois le transfert de chaleur et l’isolation électrique. Les pastilles thermiques VOLSUN présentent une résistivité volumique ≥ 10¹² Ω·cm.

Applications typiques dans les véhicules électriques (EV) et l’électronique de puissance

Les pastilles thermiques en silicone sont utilisées dans diverses parties des véhicules électriques et des systèmes d’électronique de puissance afin d’améliorer le transfert de chaleur et de protéger les composants sensibles.

Comment choisir la conductivité thermique adaptée ?

Le choix de la conductivité thermique appropriée est essentiel pour équilibrer dissipation thermique, souplesse du matériau et exigences d’application.

· 1,5–3,0 W/m·K : Adapté aux blocs-batteries des véhicules électriques (EV) et aux modules électroniques généraux nécessitant une dissipation thermique modérée et une bonne souplesse.

· 4,0–6,0 W/m·K : Recommandé pour les IGBT et les composants électroniques haute puissance générant davantage de chaleur. Les références VOLSUN GP4001 et GP6001 sont disponibles dans ces gammes de conductivité.

· Applications à basse température : Pour les systèmes de véhicules électriques (EV) fonctionnant dans des climats froids ou pour les équipements exposés à des températures extrêmement basses, le GP1002-SI offre une solution ultra-souple avec une plage de température allant jusqu’à -60 °C et une dureté inférieure à 10 Shore OO.

Pour les applications impliquant des jeux d’assemblage restreints ou des surfaces de composants irrégulières, la souplesse et la compressibilité du matériau constituent également des facteurs essentiels de sélection.

Les cales thermiques en silicone jouent un rôle important dans la gestion thermique des batteries de véhicules électriques (EV) et le refroidissement de l’électronique de puissance. En combinant conductivité thermique, isolation électrique, souplesse et capacité de comblement de vide, elles permettent de créer des interfaces thermiques fiables entre les composants électroniques et les structures de refroidissement.

Contactez VOLSUN pour discuter de vos besoins en gestion thermique et demander des échantillons.