電気自動車のバッテリー パックは、急速充電、高出力放電、および長時間の運転サイクル中に熱を発生します。エンジニアとバイヤーにとって適切な選択 EVバッテリーの熱管理用サーマルインターフェース材料 熱伝達だけではありません。また、電気絶縁、組み立て効率、長期信頼性、完全なバッテリー システムの安定性にも影響します。
TIM と呼ばれることが多いサーマル インターフェイス材料は、バッテリー セル、モジュール、冷却プレート、ハウジング、および電子制御ユニットの間に使用されます。その役割は、空隙を減らし、熱が熱源から冷却構造により効率的に移動できるようにすることです。このガイドでは、一般的な材料オプション、主要な選択要素、および AnDa New 材料がカスタム EV バッテリーの熱管理プロジェクトをどのようにサポートできるかについて説明します。
EV バッテリー パックで熱管理が重要な理由
バッテリーセルは、制御された温度範囲内で最高のパフォーマンスを発揮します。熱がセルまたはモジュールから効率的に伝達されない場合、パック全体の温度差が増大する可能性があります。これは、充電速度、出力性能、耐用年数、安全設計マージンに影響を与える可能性があります。
一般的な EV バッテリー パックでは、熱はいくつかのインターフェイス (セルからモジュール フレーム、モジュールからコールド プレート、パワー エレクトロニクスからハウジング、バッテリー管理システムからヒート スプレッダー) を通過する可能性があります。エアギャップ、凹凸のある表面、または材料の接触不良がある場合、各界面に熱抵抗が生じる可能性があります。
EVバッテリーに使用される一般的なサーマルインターフェース材料
サーマルパッド
サーマルパッド バッテリーモジュール、コールドプレート、ハウジング、パワーエレクトロニクスの間の隙間を埋めるために使用される予め形成されたシートです。切断や取り扱いが容易で、繰り返しの組み立てに適しています。 EV 用途の場合、購入者は多くの場合、優れた圧縮性、電気絶縁性、難燃性性能、安定した長期接触を求めます。
サーマルジェルとギャップフィラー
サーマルジェル、ギャップフィラーとも呼ばれる、必要不可欠なものであり、定位置に落ち着く前に不均一な空間に流れ込む可能性があります。これは、ギャップ許容値がバッテリー パック全体で一貫していない場合に役立ちます。パッドと比較して、サーマルジェルは組み立てストレスを軽減し、凹凸のある表面との接触を改善します。
サーマルポッティングコンパウンド
サーマルポッティングコンパウンド コンポーネントが放熱と環境保護の両方を必要とする場合に使用されます。 EV 電子機器では、バッテリー管理電子機器、電源モジュール、センサー、制御ユニット周辺で使用される場合があります。適切な化合物は、熱伝導性、絶縁性、硬度、加工性、信頼性のバランスが取れている必要があります。
相変化材料
相変化材料は動作温度が上昇すると柔らかくなり、2 つの表面間の界面の濡れを改善します。これらは、安定した接触圧力が利用できるパワー エレクトロニクスおよびヒート スプレッダー インターフェイス用に検討されることがよくあります。
TIM を選択する際に考慮すべき重要なプロパティ
| 財産 | EV バッテリー パックにとってなぜ重要なのか | 代表的な材料オプション |
|---|---|---|
| 熱伝導率 | セル、モジュール、または電子機器から冷却構造への熱の伝達を助けます。 | サーマルパッド、サーマルジェル、ポッティングコンパウンド |
| 電気絶縁 | 材料がバッテリーセル、バスバー、PCB アセンブリ、または金属ハウジングに近い場合に重要です。 | 断熱サーマルパッド、シリコンギャップフィラー、ポッティングコンパウンド |
| 圧縮率 | 材料が空隙を埋め、組み立て圧力下でも接触を維持できるようにします。 | ソフトサーマルパッド、低応力ギャップフィラー |
| 難燃性 | 多くの場合、自動車およびバッテリー関連の設計で必要となります。 | 難燃性サーマルパッドまたはシリコン素材 |
| 加工性 | ディスペンス、ダイカット、配置、硬化、量産速度に影響します。 | カスタムカットパッド、ディスペンサブルジェル、2液型ポッティングコンパウンド |
| 長期安定性 | 経年劣化、振動、サイクリング、環境への暴露後のパフォーマンスの変化を軽減します。 | 自動車グレードのサーマルインターフェース材料 |
EVバッテリー用途向けのサーマルパッドとサーマルジェルの比較
すべてのバッテリー パックに最適な単一の素材はありません。サーマルパッドは、ギャップが予測可能であり、組立チームがきれいで再現性のある配置を必要とする場合に適しています。サーマルジェルは、界面が平坦でない場合、モジュール全体のギャップが変化する場合、または組み立て応力が低いことが望ましい場合に適しています。
多くの EV プロジェクトでは、両方の材料が同じシステムで使用される場合があります。サーマルパッドはモジュールとコールドプレートの間に使用され、サーマルジェルは電子機器や不規則な機械構造の周囲に使用されます。最終的な選択は、ギャップのサイズ、圧力、塗布プロセス、断熱の必要性、および生産量によって異なります。
AnDa の新素材が EV バッテリーの熱プロジェクトをどのようにサポートするか
AnDa New Materials は、電子および自動車の熱管理アプリケーション向けに、サーマル パッド、サーマル ジェル、サーマル ポッティング コンパウンド、相変化材料、グラファイト シート、電気絶縁サーマル材料を提供しています。 EV バッテリープロジェクトの場合、ギャップ、硬度、熱伝導率の目標、絶縁要件、難燃性要件、および組み立てプロセスに応じて材料の選択をカスタマイズできます。
バッテリー モジュール、パワー エレクトロニクス アセンブリ、充電器、インバーター、またはバッテリー管理システムを開発している場合、AnDa New Materials は、適切な材料形式を評価し、テスト用のサンプルを提供するのに役立ちます。 OEM プロジェクトの場合、実際のアプリケーション要件に基づいて、カスタムの厚さ、ダイカット形状、表面粘着性、およびパッケージングのオプションについて話し合うことができます。
よくある質問
EV バッテリー パックに最適なサーマル インターフェイス素材は何ですか?
最適なオプションはインターフェイスの設計によって異なります。サーマルパッドは制御されたギャップときれいな組み立てに適しており、サーマルジェルは不均一なギャップと低応力充填に適しています。ポッティングコンパウンドは、放熱と保護の両方が必要な場合に使用されます。
サーマルパッドは電気的に絶縁されていますか?
多くのシリコンサーマルパッドは電気絶縁するように設計されていますが、絶縁性能はプロジェクトの電圧、構造、安全要件に従って常に確認する必要があります。
サーマルジェルとサーマルパッドの違いは何ですか?
サーマルパッドはあらかじめ成形されたシートです。サーマルジェルがギャップに塗布され、凹凸のある表面に適合します。パッドは手動で扱うのが簡単ですが、自動分注や凹凸のある界面にはゲルの方が適しています。
サーマルインターフェース材料をバッテリーモジュール用にカスタマイズできますか?
はい。サーマルパッドは、厚さ、硬度、熱伝導率、粘着性、ダイカット形状によってカスタマイズできます。プロセスや性能のニーズに応じて、サーマルジェルやポッティングコンパウンドも選択できます。
結論
EV バッテリーの熱管理では、適切な TIM が熱性能、電気絶縁、機械的応力、製造可能性、長期信頼性のバランスを取る必要があります。実際の材料選択プロセスは、熱伝導率のみからではなく、実際のバッテリー パックの構造から開始する必要があります。
お問い合わせ Anda新素材 EV バッテリー パック、パワー エレクトロニクス、自動車の熱管理プロジェクト向けのカスタム サーマル パッド、サーマル ジェル、サーマル ポッティング材料について話し合います。