Silikonowe podkładki termiczne do zarządzania temperaturą akumulatorów w pojazdach elektrycznych oraz chłodzenia elementów elektronicznych mocy

Dlaczego zarządzanie temperaturą ma znaczenie w pojazdach elektrycznych i elektronice mocy

W miarę dalszego rozwoju pojazdów elektrycznych i elektroniki mocy skuteczne zarządzanie temperaturą staje się coraz ważniejsze. Komórki akumulatorowe, moduły mocy, tranzystory IGBT oraz inne komponenty elektroniczne generują ciepło podczas pracy. Bez odpowiedniego odprowadzania ciepła nadmierna temperatura może wpływać na wydajność komponentów, skracać ich czas użytkowania oraz zwiększać ryzyko bezpieczeństwa.

Silikonowe podkładki termiczne są powszechnie stosowane jako materiały międzymetaliczne (TIM) w celu poprawy przekazywania ciepła między elementami generującymi ciepło a konstrukcjami chłodzącymi. Wypełniają one drobne szczeliny i nieregularności powierzchni, pomagając zmniejszyć opór cieplny kontaktu przy jednoczesnym zachowaniu izolacji elektrycznej.

W porównaniu z sztywnymi materiałami międzymetalicznymi miękkie silikonowe podkładki oferują lepszą elastyczność i ściśliwość. Dzięki temu są szczególnie odpowiednie dla systemów akumulatorowych w pojazdach EV i elektroniki mocy, gdzie należy uwzględnić wibracje, nierównomierne powierzchnie oraz zmienne szczeliny montażowe.

Dlaczego wybrać silikonowe podkładki termiczne do zastosowań w pojazdach elektrycznych?

Silikonowe podkładki termiczne oferują wiele zalet w zastosowaniach motocyklowych, samochodowych i przemysłowych związanych z energią:

· Skuteczne wypełnianie luk: Ich elastyczna struktura dopasowuje się do nierównych powierzchni i wypełnia luki powietrzne między komórkami akumulatora, elementami elektronicznymi oraz płytami chłodzącymi, poprawiając kontakt termiczny.

· Izolację elektryczną: Zapewniają izolację elektryczną przy jednoczesnym przekazywaniu ciepła, co pomaga izolować elementy elektroniczne od metalowych obudów i konstrukcji chłodzących.

· Odporność na wibracje: Ich miękkość i sprężystość pozwalają utrzymać kontakt między elementami pod wpływem wibracji i ruchów mechanicznych, czyniąc je odpowiednimi dla środowisk samochodowych.

· Łatwość montażu i konserwacji: Gotowe podkładki są łatwe w umieszczaniu i instalowaniu. Nie wymagają procesu utwardzania, umożliwiając czystszy montaż oraz łatwiejszą wymianę podczas konserwacji.

· Elastyczność pod względem grubości i projektowania: Dostępne są różne grubości, kształty i klasy materiałów, aby dopasować je do konkretnych układów komponentów oraz wymagań zarządzania ciepłem.

Główne wymagania dotyczące wydajności chłodzenia pojazdów elektrycznych i elektroniki mocy

Przy wyborze silikonowej podkładki termoprzewodzącej inżynierowie powinni wziąć pod uwagę kilka ważnych czynników.

Przewodnictwo cieplne: Różne komponenty elektroniczne generują różny poziom ciepła. Przewodność cieplna powinna być dobierana zgodnie z obciążeniem cieplnym komponentu oraz projektem systemu chłodzenia.

Temperatura pracy: Zastosowania motocyklowe i samochodowe wymagają materiałów zapewniających stabilną wydajność w szerokim zakresie temperatur. Standardowe silikonowe podkładki termoprzewodzące VOLSUN działają w zakresie od −40 °C do +200 °C, natomiast klasa GP1002-SI obsługuje temperatury aż do −60 °C.

Odporność na płomień: Odporność na płomienie stanowi kolejny istotny aspekt w zastosowaniach elektrycznych i motocyklowo-samochodowych. Silikonowe podkładki termoprzewodzące VOLSUN spełniają klasę odporności na płomienie V-0.

Izolacja elektryczna: Podkładki termiczne powinny zapewniać zarówno przewodzenie ciepła, jak i izolację elektryczną. Podkładki termiczne VOLSUN mają opór objętościowy ≥10¹² Ω·cm.

Typowe zastosowania w pojazdach elektrycznych i elektronice mocy

Silikonowe podkładki termiczne są stosowane w różnych częściach pojazdów elektrycznych oraz systemów elektroniki mocy w celu poprawy przewodzenia ciepła i ochrony wrażliwych komponentów.

Jak wybrać odpowiednią przewodność cieplną?

Wybór odpowiedniej przewodności cieplnej jest kluczowy do osiągnięcia równowagi między odprowadzaniem ciepła, elastycznością materiału oraz wymaganiami aplikacyjnymi.

· 1,5–3,0 W/m·K: Stosowne dla pakietów akumulatorów w pojazdach elektrycznych oraz ogólnych modułów elektronicznych, gdzie wymagane jest umiarkowane odprowadzanie ciepła i dobra elastyczność.

· 4,0–6,0 W/m·K: Zalecane dla tranzystorów IGBT oraz komponentów elektronicznych o dużej mocy generujących znaczne ilości ciepła. Modele VOLSUN GP4001 i GP6001 dostępne są w tych klasach przewodności cieplnej.

· Zastosowania w niskich temperaturach: Dla systemów pojazdów elektrycznych (EV) działających w zimnych klimatach lub urządzeń narażonych na skrajnie niskie temperatury GP1002-SI oferuje nadmiernie miękkie rozwiązanie o zakresie temperatur do –60 °C oraz twardości poniżej 10 stopnia Shore OO.

W przypadku zastosowań wymagających ścisłych luzów montażowych lub nieregularnych powierzchni komponentów miękkość materiału oraz jego ściśliwość są również istotnymi czynnikami decydującymi o wyborze.

Silikonowe podkładki termiczne odgrywają ważną rolę w zarządzaniu temperaturą akumulatorów pojazdów elektrycznych (EV) oraz w chłodzeniu elektroniki mocy. Łącząc przewodnictwo cieplne, izolację elektryczną, elastyczność i zdolność wypełniania szczelin, wspierają one tworzenie niezawodnych interfejsów termicznych pomiędzy komponentami elektronicznymi a konstrukcjami chłodzącymi.

Skontaktuj się z VOLSUN, aby omówić swoje potrzeby w zakresie zarządzania temperaturą oraz zażądać próbek.