Управління теплом – проблеми для електромобілів

Терморегуляція – виклики для електромобілів

Перехід до систем електроприводу та зростаюча важливість автономного водіння створюють багато нових викликів. Терморегуляція, а точніше теплова комунікація та охолодження електричних компонентів, відіграє вирішальну роль. Хоча існує багато теплоізоляційних матеріалів, найпоширенішими рішеннями для автомобільного сектору є заповнювачі зазорів (GFL) та прокладки Softtherm (наповнювачі), які можна індивідуально адаптувати до потреб клієнтів.

Згідно з останніми розрахунками Федерального міністерства навколишнього середовища, Німеччина не досягне своєї кліматичної мети – скоротити викиди CO2 більш ніж на 40% до 2020 року. На відміну від тенденцій в інших секторах, викиди парникових газів у транспортному секторі навіть дещо зросли порівняно з 1990 роком за даними останнього, і вони відповідають за одну п'яту частину загальних викидів у Німеччині. Підвищення ефективності транспортних засобів не змогло компенсувати суперечливі фактори, такі як збільшення обсягів дорожнього руху та ефективності двигуна. Новий план федерального уряду щодо захисту клімату передбачає скорочення викидів парникових газів у транспортному секторі на 40-42% до 2030 року, що є лише невеликою частиною досягнення цільового показника 2°C, встановленого Паризькою кліматичною угодою. Альтернативні системи приводу є важливими для досягнення середнього показника викидів у 95 г CO2/км для автомобілів. Якщо ці значення будуть перевищені, виробникам автомобілів загрожують значні штрафи. Цей механізм ціноутворення позитивно впливає на автомобілі з низьким рівнем викидів. В автомобільній промисловості необхідна глобальна зміна мислення.

Тепломатеріали

Згідно з прогнозами провідних німецьких виробників автомобілів, всі найпопулярніші автомобілі також будуть доступні як електромобілі не пізніше 2030 року, що є надзвичайно амбітною метою. Такі аспекти, як постійне зростання щільності потужності або вища теплопередача на площу поверхні (Вт/м2) та «високопотужна зарядка», призводять до підвищення температури компонентів і, як наслідок, скорочення часу роботи в різних сферах застосування. Ефективне теплове охолодження електричних компонентів шляхом підключення джерела тепла до радіатора, зберігаючи при цьому ефект електроізоляції, є необхідною умовою для високих стандартів якості в автомобільному секторі. Це з'єднання, разом із подоланням допусків компонентів, зазорів або повітряних включень, може бути досягнуто індивідуально за допомогою широкого спектру матеріалів KERAFOL, що розповсюджуються DACPOL, залежно від вимог до теплопровідності (Вт/мК) та бажаної різниці температур ΔT.

Ознайомтеся з нашим асортиментом термоматеріалів

Термокерування для електромобільності

Перехід до систем електроприводу та зростаюча важливість автономного водіння приносять абсолютно нові застосування та виклики в сферу термокерування. Функціональний зв'язок між робочою температурою акумуляторного блоку та його максимально досяжним терміном служби був достатньо продемонстрований, що можна дуже точно виразити наступним правилом:

"Зниження робочої температури на 10°C подвоює термін служби елементів акумулятора."

Запас ходу електромобіля також суттєво залежить від робочої температури акумулятора, а отже, опосередковано від наявного теплового охолодження. Окрім концепції термічно з'єднаних джерел живлення, «автомобіль майбутнього» також вимагає рішень для електричних компонентів у сфері світлодіодів, сенсорних технологій, бортової мережі та інвертора, одного з фундаментальних елементів системи електроприводу.

Термічний менеджмент в електромобілях

Рідинні заповнювачі зазорів

Двокомпонентні рідинні заповнювачі зазорів є ефективним та економічним рішенням, особливо для великих обсягів. Для досягнення цієї мети обидва компоненти силіконових еластомерів з керамічним наповнювачем змішуються в змішувальній трубці та можуть бути безпосередньо нанесені на компонент (наприклад, металевий корпус) за допомогою дозуючої системи.

На наступному етапі електронні компоненти (наприклад, IGBT, конденсатори тощо) кріпляться до незатверділого компаунда під легким тиском, досягаючи рівномірного розподілу компаунда та, як наслідок, певної товщини, а також відтворюваних електричних та теплових параметрів. Зшивання або затвердіння компаунда відбувається за кімнатної температури та займає близько години, але може бути налаштовано на замовлення. Перш за все, GFL, з його нижчою теплопровідністю, має високу самоадгезію, що може бути дуже корисним під час складання. Однак, якщо розібрати, KERAFOL GFL можна знову зняти, що не завжди поширене явище на ринку.

Ознайомтеся з нашою серією продуктів GFL

"KERAFOL GFL використовується в усьому світі для охолодження інверторів, акумуляторів та багатьох інших електричних компонентів."

Порівняно з системами на основі поліуретану або епоксидної смоли, силіконова латунь на основі латуні може набагато краще поглинати та компенсувати вібрації.

Цей ефект полегшується високою м'якістю латуні. Крім того, низька в'язкість GFL забезпечує легку оброблюваність і дбайливо впливає на систему дозування, що підтверджують провідні виробники систем дозування, такі як ViscoTec, bdtronic та Scheugenpflug.

Прокладки Softtherm

Для багатьох термічних з'єднань у секторі електромобільності класичні теплопровідні стрічки та прокладки все ще є "сучасними".

Особливо зшиті еластомери на основі силікону, більш відомі як прокладки Softtherm Gap, можуть відігравати ключову роль у термічному охолодженні (діапазон потужності до 6 Вт/мК) електронних компонентів завдяки своїм різноманітним, спеціально розробленим властивостям.

Ознайомтеся з нашим асортиментом наповнювачів - Softtherm

Завдяки високій гнучкості та величезній механічній стійкості прокладок Softtherm, вони можуть враховувати великі розміри зазорів та високі допуски компонентів. Окрім індивідуальних рішень, таких як одностороннє клейке покриття для кріплення компонентів або армування скловолокном для підвищення механічної стійкості, двошарові фольги (що вимагається спеціальними нормами) також можуть забезпечити значну додаткову цінність для клієнта.

KERAFOL разом з DACPOL вже багато років задовольняє ці конкретні вимоги клієнтів та знаходить правильне рішення для кожного застосування. Незалежно від того, який «теплопровідний матеріал» є найкращим рішенням з технічної та фінансової точки зору.