Managementul căldurii - Provocări pentru vehiculele electrice

Managementul termic - Provocări pentru vehiculele electrice

Tranziția către sistemele de acționare electrică și importanța crescândă a conducerii autonome prezintă multe provocări noi. Managementul termic, sau mai degrabă comunicarea termică și răcirea componentelor electrice, joacă un rol crucial. Deși există multe materiale de izolație termică, cele mai comune soluții pentru sectorul auto sunt materialele de umplutură pentru gap-uri (GFL) și Softtherm Pads (filler-uri), care pot fi adaptate individual nevoilor clienților.

Conform ultimelor calcule ale Ministerului Federal al Mediului, Germania nu își va atinge obiectivul climatic de reducere a emisiilor de CO2 cu mai mult de 40% până în 2020. Spre deosebire de tendințele din alte sectoare, emisiile de gaze cu efect de seră din sectorul transporturilor au înregistrat chiar o ușoară creștere față de anul de referință 1990 și sunt responsabile pentru o cincime din totalul emisiilor din Germania. Creșterea eficienței vehiculelor nu a putut compensa factorii contradictorii, cum ar fi creșterea volumelor de trafic și a eficienței motorului. Noul plan de protecție a climei al guvernului federal prevede o reducere cu 40-42% a emisiilor de gaze cu efect de seră din sectorul transporturilor până în 2030, ceea ce reprezintă doar o mică parte din atingerea obiectivului de 2°C stabilit în Acordul de la Paris privind clima. Sistemele de propulsie alternative sunt esențiale pentru atingerea obiectivului mediu de emisii de 95 g CO2/km pentru autoturisme. Dacă aceste valori sunt depășite, producătorii de automobile se confruntă cu amenzi usturătoare. Acest mecanism de stabilire a prețurilor are un impact pozitiv asupra mașinilor cu emisii reduse. O schimbare globală de gândire este necesară în industria auto.

Materiale termice

Conform previziunilor principalilor producători de automobile germani, toate mașinile cele mai bine vândute vor fi disponibile și ca vehicule electrice până cel târziu în 2030, un obiectiv extrem de ambițios. Aspecte precum creșterea constantă a densității de putere sau transferul de căldură mai mare pe suprafață (W/m2) și „încărcarea de mare putere” duc la creșterea temperaturilor componentelor și, în consecință, la timpi de funcționare mai scurți în aplicații. Răcirea termică eficientă a componentelor electrice prin conectarea unei surse de căldură la un radiator, menținând în același timp efectul de izolație electrică, este, prin urmare, o condiție prealabilă pentru standarde de calitate ridicate în sectorul auto. Această conexiune, împreună cu acoperirea toleranțelor componentelor, a golurilor sau a incluziunilor de aer, poate fi realizată individual folosind o gamă largă de materiale KERAFOL, distribuite de DACPOL, în funcție de cerințele de conductivitate termică (W/mK) și de diferența de temperatură dorită ΔT.

Consultați gama noastră de materiale termice

Management termic pentru e-mobilitate

Tranziția către sisteme de acționare electrică și importanța crescândă a conducerii autonome aduc aplicații și provocări complet noi în domeniul managementului termic. Relația funcțională dintre temperatura de funcționare a unui set de baterii și durata maximă de viață a ciclului său de viață atinsă a fost demonstrată suficient, ceea ce poate fi exprimat foarte precis prin următoarea regulă:

„Reducerea temperaturii de funcționare cu 10°C dublează durata de viață a celulelor bateriei.”

Autonomia netă a unei mașini electrice depinde, de asemenea, în mod semnificativ de temperatura de funcționare a bateriei și, prin urmare, indirect de răcirea termică prezentă. Pe lângă conceptul de surse de alimentare conectate termic, „mașina de mâine” necesită și soluții pentru componente electrice în domeniile LED-urilor, tehnologiei senzorilor, rețelei de bord și invertorului, unul dintre elementele fundamentale ale sistemului de acționare electrică.

Management termic în mașinile electrice

Materiale de umplere a golurilor lichide

În special pentru volume mari, GFL-urile din două componente sunt o soluție eficientă și economică. Pentru a realiza acest lucru, ambele componente ale elastomerilor siliconici cu umplutură ceramică sunt amestecate într-un tub de amestecare și pot fi aplicate direct pe componentă (de exemplu, o carcasă metalică) folosind un sistem de dozare.

În etapa următoare, componentele electronice (de exemplu, IGBT-uri, condensatoare etc.) sunt atașate la compusul nepolimerizat sub o presiune ușoară, obținându-se o distribuție uniformă a compusului și, în consecință, o grosime specifică, precum și parametri electrici și termici reproductibili. Reticularea sau polimerizarea compusului are loc la temperatura camerei și durează aproximativ o oră, dar poate fi personalizată la cerere. Mai presus de toate, GFL, cu conductivitatea sa termică mai mică, are o autoaderență ridicată, ceea ce poate fi foarte util în timpul asamblării. Totuși, dacă este dezasamblat, KERAFOL GFL poate fi îndepărtat din nou, ceea ce nu este întotdeauna obișnuit pe piață.

Consultați produsele noastre din seria GFL

„KERAFOL GFL este utilizat în întreaga lume pentru răcirea invertoarelor, bateriilor și a multor alte componente electrice.”

Comparativ cu sistemele pe bază de poliuretan sau rășină epoxidică, GFL pe bază de silicon poate absorbi și compensa vibrațiile mult mai bine.

Acest efect este facilitat de moliciunea ridicată a GFL. În plus, vâscozitatea scăzută a GFL permite o prelucrare ușoară și are un efect blând asupra sistemului de dozare, așa cum au confirmat producătorii de top de sisteme de dozare, cum ar fi ViscoTec, bdtronic și Scheugenpflug.

Plăcuțe Softtherm

Pentru multe conexiuni termice din sectorul e-mobilității, benzile și plăcuțele clasice conductoare de căldură sunt încă „de ultimă generație”.

În special elastomerii reticulați pe bază de silicon, mai cunoscuți sub numele de Softtherm Gap Pads, pot juca un rol cheie în răcirea termică (interval de putere de până la 6 W/mK) a componentelor electronice datorită proprietăților lor diverse, special adaptate.

Consultați gama noastră de materiale de umplere - Softtherm

Datorită flexibilității ridicate și rezistenței mecanice enorme a plăcuțelor Softtherm, se pot adapta dimensiuni mari ale golurilor și toleranțe ridicate ale componentelor. Pe lângă soluțiile individuale, cum ar fi un strat adeziv unilateral pentru fixarea componentelor sau armarea cu fibră de sticlă pentru o stabilitate mecanică sporită, foliile cu strat dublu (cerute de reglementări specifice) pot oferi, de asemenea, o valoare adăugată semnificativă pentru client.

KERAFOL, împreună cu DACPOL, îndeplinește aceste cerințe specifice ale clienților de mulți ani și găsește soluția potrivită pentru fiecare aplicație. Indiferent de care „material termoconductor” este cea mai bună soluție din punct de vedere tehnic și financiar.