Thermische beheermaterialen voor elektrische voertuigen, energieopslagsystemen en industriële energiesystemen

Naarmate elektronische systemen compacter en krachtiger worden, is effectief thermisch beheer steeds belangrijker geworden in de energiesector en de industriële sector. Elektrische voertuigen, energieopslagsystemen, industriële motoren en apparatuur voor hernieuwbare energie zijn allemaal afhankelijk van vermogenselektronica die tijdens bedrijf warmte genereert. Zonder een geschikte strategie voor thermisch beheer kunnen overmatige warmte en slechte warmteoverdracht de prestaties van componenten en de langetermijnbetrouwbaarheid van apparatuur negatief beïnvloeden.

VOLSUN biedt een reeks thermisch geleidende materialen die zijn ontworpen om te voldoen aan de thermische-beheervoorwaarden van elektronische en elektrische assemblages, waaronder thermische pads, thermische pottingmaterialen, thermische gels en thermische kleefstoffen. Deze materialen helpen fabrikanten van apparatuur bij het oplossen van uitdagingen op het gebied van warmteoverdracht, opvullen van interfaceafstanden, elektrische isolatie en bescherming van componenten in diverse toepassingen.

Uitdagingen op het gebied van thermisch beheer in vermogenselektronica

Energie-elektronische componenten zoals geïsoleerde-poort bipolaire transistors (IGBT’s), vermogensmodules, omvormers en motorbesturingen genereren warmte tijdens bedrijf. Kleine spleten tussen componenten en koellichamen kunnen echter extra thermische weerstand veroorzaken, waardoor de efficiëntie van warmteoverdracht wordt beperkt.

Thermisch geleidende materialen helpen deze spleten opvullen en effectievere warmteoverdrachtsroutes creëren tussen warmteproducerende componenten en koelstructuren. Afhankelijk van het materiaal en de toepassing kunnen zij ook elektrische isolatie, mechanische demping, hechting of inkapseling bieden.

De keuze van het juiste materiaal vereist overweging van de componentstructuur, de interface-spleet, de bedrijfstemperatuur, mechanische belasting en isolatievereisten. Een geschikte thermomanagementoplossing moet deze factoren integreren in het algehele apparaatontwerp.

Sleuteltoepassingen in de industrie

1. Voertuigen met nieuwe energie en elektrische mobiliteit

Elektrische voertuigen zijn uitgerust met talloze elektronische systemen die effectief warmtebeheer vereisen, waaronder accupakketten, motorbesturingen, ingebouwde oplaadapparaten, gelijkstroom-naar-gelijkstroom-omzetters en andere vermogensomzettingsmodules.

Thermisch geleidende materialen kunnen helpen bij het overbrengen van warmte van elektronische componenten naar aangewezen koelstructuren. Ze kunnen ook interfaceafstanden opvangen en, indien nodig, elektrische isolatie of mechanische demping bieden.

Bij hoogspanningsautomotive-electronica moet de materiaalkeuze rekening houden met de werkelijke bedrijfsomgeving, het assemblagedesign en de elektrische veiligheidseisen. De juiste combinatie van thermische geleidbaarheid, samendrukbaarheid en mechanische eigenschappen kan fabrikanten helpen betrouwbaardere elektronische assemblages te ontwikkelen.

2. Oplaadinfrastructuur voor EV’s en energieopslag

Oplaadstations en batterijenergieopslagsystemen bevatten vermogensomzetters, oplaadmodules, omvormers en besturingselektronica. Deze componenten moeten warmte afvoeren tijdens bedrijf onder wisselende elektrische belastingen en omgevingsomstandigheden.

Thermische interfacematerialen kunnen het contact tussen vermogenscomponenten en koellichamen verbeteren, terwijl thermisch geleidende pottingmaterialen in geschikte assemblages kunnen worden gebruikt voor warmteoverdracht, insluiting en extra bescherming.

Voor deze toepassingen dienen thermische beheersmaterialen te worden geselecteerd op basis van het moduleontwerp, de warmteafvoereisen en de omgevingsbelasting. Een juiste integratie van materialen ondersteunt de prestaties van de apparatuur en helpt tegemoet te komen aan de eisen van continu bedrijf.

3. Industriële motoren en aandrijfsystemen

Industriële motoren, frequentieregelaars (VFD’s), servoaandrijvingen en motorbesturingen worden veelvuldig toegepast in productiemachines, pompen en geautomatiseerde productiesystemen.

Stroommodules en besturings-electronica in deze systemen genereren tijdens bedrijf warmte. Thermische pads en gels kunnen helpen bij het beheren van warmteoverdracht over component-interfaces, terwijl geschikte potting- of lijmmaterialen de bescherming en bevestiging van geselecteerde elektronische assemblages ondersteunen.

Bij toepassingen met continu bedrijf of mechanische trillingen moeten naast thermische geleidbaarheid ook materiaaleigenschappen zoals samendrukbaarheid, flexibiliteit en temperatuurbestendigheid worden overwogen.

4. Zonne- en windenergiesystemen

Zonne-omvormers, windenergie-omzetters en gerelateerde stroom-electronica zijn essentieel voor hernieuwbare energieopwekking. Deze systemen zetten elektrische energie om en beheren de stroomvoering, waardoor thermische belastingen ontstaan in stroommodules en elektronische besturingsassemblages.

Thermisch geleidende materialen ondersteunen de warmteoverdracht tussen vermogenscomponenten en koelstructuren. Afhankelijk van het ontwerp kunnen de geselecteerde pottingmaterialen ook bijdragen aan vochtbescherming en componentstabilisatie.

Aangezien apparatuur voor hernieuwbare energie in uiteenlopende omgevingen werkt, moeten fabrikanten de thermische prestaties evalueren in combinatie met isolatie, weerstand tegen veroudering en milieucompatibiliteit.

Het juiste materiaal voor thermisch beheer kiezen

Voor verschillende toepassingen zijn verschillende combinaties van thermische en mechanische eigenschappen vereist. Belangrijke selectiefactoren zijn thermische geleidbaarheid, interface-dikte, samendrukbaarheid, bedrijfstemperatuur, eisen op het gebied van elektrische isolatie en compatibiliteit met aangrenzende materialen.

VOLSUN biedt thermische pads, thermische pottingmaterialen, thermische gels en thermische kleefstoffen om een breed scala aan toepassingsvereisten te vervullen. De keuze van materiaal kan worden besproken op basis van de componentstructuur, het assemblageproces en de beoogde bedrijfsomstandigheden.

VOLSUN: Ondersteuning voor betrouwbare thermische beheersing

Van elektrische voertuigen en energieopslag tot industriële aandrijfsystemen en apparatuur voor hernieuwbare energie: thermisch beheer speelt een belangrijke rol in moderne vermoelektronica.

VOLSUN werkt samen met klanten om geschikte materialen voor thermisch beheer te onderzoeken voor verschillende elektronische en elektrische assemblages. Via toepassingsgerichte materiaalkeuze en maatwerkbesprekingen helpen wij klanten om opties te identificeren die aansluiten bij hun ontwerpvereisten.

Op zoek naar materialen voor thermisch beheer voor vermoelektronica of energietoepassingen? Neem contact op met VOLSUN om uw toepassing en materiaalvereisten te bespreken.