Силиконовые термопрокладки для теплового управления аккумуляторами электромобилей и охлаждения силовой электроники

Почему управление тепловыми процессами имеет значение в электромобилях и силовой электронике

По мере развития электромобилей и силовой электроники эффективное управление тепловыми процессами становится всё более важным. Элементы аккумуляторных батарей, силовые модули, IGBT и другие электронные компоненты выделяют тепло при работе. При отсутствии надлежащего отвода тепла чрезмерное повышение температуры может негативно влиять на производительность компонентов, сокращать срок их службы и повышать риски для безопасности.

Силиконовые термопрокладки широко применяются в качестве термоинтерфейсных материалов (TIM) для улучшения передачи тепла между нагревающимися компонентами и системами охлаждения. Они заполняют мелкие зазоры и неровности поверхностей, способствуя снижению термического контактного сопротивления при сохранении электрической изоляции.

По сравнению с жёсткими термоинтерфейсными материалами мягкие силиконовые прокладки обладают повышенной гибкостью и сжимаемостью. Это делает их особенно подходящими для систем аккумуляторных батарей электромобилей и силовой электроники, где необходимо учитывать вибрации, неровные поверхности и изменяющиеся зазоры при сборке.

Почему стоит выбрать силиконовые термопрокладки для применения в электромобилях?

Силиконовые термопрокладки обладают рядом преимуществ для автомобильных и промышленных силовых применений:

· Эффективное заполнение зазоров: Их гибкая структура адаптируется к неровным поверхностям и заполняет воздушные зазоры между аккумуляторными элементами, электронными компонентами и охлаждающими пластинами, улучшая тепловой контакт.

· Электрическая изоляция: Они обеспечивают электрическую изоляцию при одновременной передаче тепла, помогая изолировать электронные компоненты от металлических корпусов и охлаждающих конструкций.

· Устойчивость к вибрации: Их мягкость и эластичность позволяют сохранять контакт между компонентами при вибрации и механических перемещениях, что делает их пригодными для использования в автомобильной среде.

· Простота монтажа и обслуживания: Готовые прокладки легко позиционировать и устанавливать. Их не требуется отверждать, что обеспечивает более чистый процесс сборки и упрощает замену при техническом обслуживании.

· Гибкость по толщине и конструкции: Доступны различные толщины, формы и марки материалов для соответствия конкретным схемам компонентов и требованиям к тепловому управлению.

Ключевые эксплуатационные требования к системам охлаждения электромобилей и силовой электроники

При выборе силиконовой термопрокладки инженеры должны учитывать несколько важных факторов.

Теплопроводность: Различные электронные компоненты выделяют разное количество тепла. Теплопроводность следует выбирать в зависимости от тепловой нагрузки компонента и конструкции системы охлаждения.

Рабочая температура: Для автомобильных применений требуются материалы, сохраняющие стабильные характеристики в широком диапазоне температур. Стандартные силиконовые термопрокладки VOLSUN работают в диапазоне от −40 °C до +200 °C, а марка GP1002-SI поддерживает температуры до −60 °C.

Огнестойкость: Огнестойкость — ещё один важный критерий для электрических и автомобильных применений. Силиконовые термопрокладки VOLSUN соответствуют классу огнестойкости V-0.

Электрическая изоляция: Термопрокладки должны обеспечивать как передачу тепла, так и электрическую изоляцию. Объёмное удельное электрическое сопротивление термопрокладок VOLSUN составляет ≥10¹² Ом·см.

Типичные области применения в электромобилях и силовой электронике

Силиконовые термопрокладки используются в различных частях электромобилей и систем силовой электроники для улучшения теплоотвода и защиты чувствительных компонентов.

Как выбрать подходящую теплопроводность?

Выбор подходящей теплопроводности имеет решающее значение для достижения баланса между теплоотводом, гибкостью материала и требованиями конкретного применения.

· 1,5–3,0 Вт/(м·К): Подходят для аккумуляторных блоков электромобилей и общих электронных модулей, где требуются умеренный теплоотвод и хорошая гибкость.

· 4,0–6,0 Вт/(м·К): Рекомендуются для IGBT и высокомощных электронных компонентов, выделяющих значительное количество тепла. Термопрокладки VOLSUN GP4001 и GP6001 доступны в этих классах теплопроводности.

· Применение при низких температурах: Для систем электромобилей, работающих в холодном климате, или оборудования, подвергающегося экстремально низким температурам, GP1002-SI предлагает сверхмягкое решение с температурным диапазоном до −60 °C и твёрдостью менее 10 по шкале Шора OO.

Для применений с узкими зазорами при сборке или неровными поверхностями компонентов мягкость и сжимаемость материала также являются важными критериями выбора.

Силиконовые термопрокладки играют важную роль в тепловом управлении аккумуляторами электромобилей и охлаждении силовой электроники. Объединяя теплопроводность, электрическую изоляцию, гибкость и способность заполнять зазоры, они способствуют созданию надёжных тепловых интерфейсов между электронными компонентами и конструкциями охлаждения.

Свяжитесь с VOLSUN, чтобы обсудить ваши потребности в тепловом управлении и запросить образцы.