چه موادی در رابط حرارتی باتری EV استفاده می شود؟

مواد رابط حرارتی در باتری های EV سخت کار می کنند. آنها باید در حین عایق کاری الکتریکی، گرما را به طور موثر هدایت کنند. اگر از کار بیفتند، باتری ها بیش از حد گرم می شوند یا اتصال کوتاه می کنند.

مواد معمول رابط حرارتی باتری EV شامل پدهای حرارتی، پرکننده‌های شکاف، مواد تغییر فاز، نوارهای حرارتی و چسب‌ها هستند. این مواد گرما را از سلول‌های باتری به سیستم‌های خنک‌کننده انتقال می‌دهند و در عین حال عایق الکتریکی و حفاظت مکانیکی را نیز فراهم می‌کنند.

مدیریت حرارتی باتری بسیار مهم است. اتلاف حرارت ضعیف باعث کاهش عمر و کارایی باتری می شود. در بدترین حالت باعث فرار حرارتی می شود. مواد رابط حرارتی مناسب همه تفاوت را ایجاد می کند.

چرا باتری های EV به مواد رابط حرارتی نیاز دارند؟

باتری های EV در هنگام شارژ و دشارژ گرما تولید می کنند. بدون مدیریت صحیح، این گرما به طور خطرناکی ایجاد می شود.

مواد رابط حرارتی با پر کردن شکاف‌های بین اجزاء، دمای بهینه باتری را حفظ می‌کنند. آنها گرما را از سلول ها دور می کنند در حالی که از شلوارهای الکتریکی و آسیب مکانیکی ناشی از ارتعاش جلوگیری می کنند.

بیایید توابع کلیدی را بررسی کنیم:

سه نقش اصلی مواد رابط حرارتی

تابع	مسئله حل شده	مثال ماده
انتقال حرارت	از گرمای بیش از حد موضعی جلوگیری می کند	پدهای حرارتی سیلیکونی
عایق برق	از اتصال کوتاه جلوگیری می کند	پرکننده های شکاف پر شده با سرامیک
بالشتک مکانیکی	آسیب ارتعاش را کاهش می دهد	مواد تغییر فاز الاستومری

مواد باید در شرایط سخت کار کنند. آنها با نوسانات دما از -40 درجه سانتیگراد تا 120 درجه سانتیگراد روبرو هستند. آنها لرزش مداوم را در حین کارکرد وسیله نقلیه تحمل می کنند. عملکرد آنها در طول سال ها استفاده کاهش می یابد.

رایج ترین مواد رابط حرارتی کدامند؟

تولیدکنندگان بر اساس هزینه، نیازهای عملکرد و روش های کاربرد از مواد مختلفی استفاده می کنند.

پنج ماده اولیه رابط حرارتی برای باتری‌های EV عبارتند از پدهای حرارتی سیلیکونی، مواد پرکننده شکاف، مواد تغییر فاز، نوارهای رسانای حرارتی و چسب‌های رسانای حرارتی. هر کدام مزایای مشخصی برای طراحی باتری های مختلف دارند.

بیایید هر نوع را بررسی کنیم:

1. پدهای حرارتی سیلیکونی

پدهای سیلیکونی ورقه های از پیش ساخته شده هستند. آنها در ضخامت های استاندارد از 0.5 میلی متر تا 5 میلی متر هستند. کارگران آنها را بین سلول های باتری و صفحات خنک کننده قرار می دهند.

مزایا:

• نصب آسان (اشکال از پیش برش شده موجود است)

• تعادل خوب هدایت حرارتی و عایق الکتریکی

• قابل تراکم برای پر کردن شکاف های کوچک

مشخصات معمولی:

• هدایت حرارتی: 1-5 W/mK

• دمای کارکرد: -50 تا 200 درجه سانتیگراد

• مجموعه فشرده سازی: <20٪ پس از استفاده طولانی مدت

2. مواد پرکننده شکاف

این ترکیبات خمیر مانند هستند. تکنسین ها آنها را بین اجزای سازنده توزیع می کنند و در حین مونتاژ فشرده می کنند.

مزایا:

• شکاف های بزرگتر و ناهموار را پر می کند (تا 10 میلی متر)

• رسانایی حرارتی بالاتر نسبت به پدها (تا 8 W/mK)

• اجزاء را کمی به هم می چسباند

در فرمولاسیون های رایج از سیلیکون با پرکننده های ذرات سرامیکی یا فلزی استفاده می شود. پرکننده ها عملکرد حرارتی را افزایش می دهند.

3. مواد تغییر فاز (PCM)

PCM ها در دمای عملیاتی کمی ذوب می شوند. تغییر فاز باعث بهبود تماس با سطوح می شود.

ویژگی های کلیدی:

• فشار کم برای تماس خوب لازم است

• خواص خود درمانی

• عملکرد را از طریق چرخه های حرارتی حفظ کنید

آنها معمولا از پایه های پارافینی یا پلیمری با افزودنی های حرارتی استفاده می کنند. نقطه ذوب با محدوده عملکرد عادی باتری مطابقت دارد.

4. نوارهای رسانای حرارتی

این نوارهای چسب انتقال حرارتی را با اتصال ترکیب می کنند.

کاربردهای اصلی:

• اتصال قطعات کوچک مانند سنسورها

• تثبیت موقت در حین مونتاژ

• نیازهای حرارتی کم تا متوسط

چسب های اکریلیک یا سیلیکون ذرات سرامیکی یا فلزی را حمل می کنند. استحکام باند بسته به محصول متفاوت است.

5. چسب های رسانای حرارتی

این مواد به طور همزمان به هم چسبیده و گرما را انتقال می دهند.

برنامه های کاربردی:

• اوراق قرضه ساختاری دائمی

• اتصالات با قابلیت اطمینان بالا

• جاهایی که نمی توان از بست های مکانیکی استفاده کرد

آنها برای تشکیل پیوندهای سفت یا انعطاف پذیر درمان می شوند. عملکرد حرارتی به محتوای پرکننده بستگی دارد.

چگونه گروه Fuqiang از تولیدکنندگان باتری های برقی پشتیبانی می کند؟

گروه Fuqiang در تولید مواد رابط حرارتی با کارایی بالا برای باتری های EV تخصص دارد. ما با 19 سال تجربه، راه حل های سفارشی ارائه می دهیم که مدیریت حرارتی برتر را با قابلیت اطمینان در سطح خودرو ترکیب می کند.

پنج مزیت کارخانه برای مشتریان:

1. سفارشی سازی مواد: ما فرمول های سفارشی پدهای سیلیکونی، پرکننده های شکاف و سایر مواد را برای مطابقت با الزامات حرارتی و مکانیکی دقیق مهندسی می کنیم.

2. ساخت دقیق: دای برش با تحمل ± 0.1 میلی متر ما تضمین می کند که اجزای ماژول باتری مناسب باشند.

3. ظرفیت تولید انبوه: 12 خط تولید خودکار از تحویل ماهانه بیش از 1 میلیون قطعه بدون افت کیفیت پشتیبانی می کند.

4. انطباق کامل: همه مواد با استانداردهای IATF 16949 مطابقت دارند و تست‌های شعله UL94 V-0 را برای ایمنی باتری انجام می‌دهند.

5. شبکه عرضه جهانی: کارخانه های متعدد چین به اضافه پایگاه های بین المللی پاسخ سریع به نیازهای مشتریان در سراسر جهان را ممکن می سازند.

چگونه سازندگان مواد مناسب را انتخاب می کنند؟

انتخاب مواد شامل متعادل کردن عوامل متعدد است. هزینه با عملکرد و قابلیت ساخت رقابت می کند.

مهندسان نیازهای حرارتی، فرآیند مونتاژ، الزامات قابلیت اطمینان و محدودیت‌های هزینه را ارزیابی می‌کنند. بهترین انتخاب به طراحی باتری، شرایط عملیاتی و حجم تولید بستگی دارد.

عوامل کلیدی تصمیم گیری عبارتند از:

پارامترهای عملکرد حرارتی

پارامتر	چرایی	محدوده معمولی اهمیت دارد
هدایت حرارتی	اثربخشی انتقال حرارت	0.5-10 W/mK
امپدانس حرارتی	مقاومت رابط در دنیای واقعی	0.05-0.5 سانتی متر⊃2؛ K/W
دمای عملیاتی	از محیط باتری جان سالم به در می برد	-40 تا 150 درجه سانتی گراد

ملاحظات تولید

• روش مونتاژ (دستی در مقابل خودکار)

• زمان پخت (برای چسب ها و پرکننده های شکاف)

• ماندگاری و شرایط نگهداری

• الزامات نظافت

تست قابلیت اطمینان

مواد باید عبور کنند:

• تست‌های چرخه حرارتی (40- تا 85 درجه سانتی‌گراد، 1000 سیکل به بالا)

• مقاومت در برابر لرزش (درجه خودرو)

• پیری طولانی مدت (طول عمر بالای 10 سال)

• تاخیر در شعله (UL94 V-0 معمولا)

عوامل هزینه

• هزینه مواد برای هر بسته باتری

• سرمایه گذاری تجهیزات کاربردی

• نرخ ضایعات و دوباره کاری

• تاثیر زمان مونتاژ

تولید کنندگان بزرگ اغلب فرمول های سفارشی را توسعه می دهند. اینها با معماری خاص باتری و فرآیندهای تولید مطابقت دارند.

نتیجه گیری

مواد رابط حرارتی باتری EV بی سر و صدا کار حیاتی را انجام می دهند. آنها باتری ها را در طول سال ها استفاده سخت، خنک، ایمن و قابل اعتماد نگه می دارند. در Fuqiang Group، ما تخصص مواد را با ساخت دقیق ترکیب می‌کنیم تا راه‌حل‌های حرارتی را ارائه دهیم که عملکرد باتری را در عین رعایت استانداردهای دقیق خودرو افزایش می‌دهد. تولید یکپارچه عمودی ما کیفیت ثابتی را از فرمول بندی مواد تا اجزای نهایی قالب گیری تضمین می کند - به سازندگان خودروهای برقی کمک می کند تا مدیریت حرارتی بهتری را با مصالحه کمتر به دست آورند.