新能源電動汽車高導(dǎo)熱、阻燃、散熱凝膠絕緣硅膠片硅脂填料應(yīng)用

隨著電動汽車電子器件多功能化、集成化、高功率化趨勢，汽車控制器系統(tǒng)工作時產(chǎn)生的熱量越來越多。 傳統(tǒng)能源的日益短缺，環(huán)保壓力日漸加重的大環(huán)境，電動汽車在日常生活中應(yīng)用越來越廣泛。電動汽車在傳統(tǒng)汽車“三小電”(空調(diào)、轉(zhuǎn)向、制動)基礎(chǔ)上，延伸產(chǎn)生了“三大電”——電池、電機(jī)、電控。這些新部件也產(chǎn)生了很多新需求，衍生了新型粘接劑、密封膠及導(dǎo)熱材料等材料的應(yīng)用。尤其是導(dǎo)熱材料，其在新能源電動汽車熱管理設(shè)計中，發(fā)揮導(dǎo)熱、阻燃、絕緣、填充保護(hù)、防震減震等功能，避免汽車部件損壞。若不及時將熱量散發(fā)出去，將會對控制器性能與壽命造成影響，如何解決汽車控制器系統(tǒng)的散熱問題？散熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)合理性和導(dǎo)熱材料的選擇尤為重要。下面，跟著東超新材料小編一起了解下，導(dǎo)熱材料在電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)中如何發(fā)揮作用。

汽車控制器內(nèi)部的關(guān)鍵元件是IGBT，自身發(fā)熱量較大，而且其與電機(jī)、引擎等都在汽車前車倉內(nèi)，空間密閉，熱量集中，需要采用專門設(shè)計的散熱結(jié)構(gòu)將熱量帶走，再通過下部的金屬平板依靠熱傳導(dǎo)方式傳遞給散熱組件進(jìn)行散熱。為了減少熱源和散熱設(shè)備的熱阻提高模組的傳熱效率，通常需在IGBT模組與冷片之間涂抹導(dǎo)熱硅脂或貼合導(dǎo)熱絕緣片，從而高效散熱。產(chǎn)生的熱量如果不及時散熱，內(nèi)部的溫度將會持續(xù)升高，超過一定溫度時，電芯內(nèi)部的隔膜會失效，造成短路，從而引發(fā)電芯著火燃燒等事故。采用導(dǎo)熱環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠或?qū)峋郯滨ソY(jié)構(gòu)膠粘合電芯與電池包，不僅可以實現(xiàn)多種材料的鏈接，還可以增大傳熱面積，幫助熱量傳導(dǎo)，保證電力驅(qū)動系統(tǒng)穩(wěn)定、高效、安全工作。

我們通常使用導(dǎo)熱凝膠來實現(xiàn)彌補(bǔ)冷板的平整度，使模組和冷板接觸更充分。導(dǎo)熱凝膠的液態(tài)特性對于各種凹凸不平的界面，能夠貼合緊密，填充較大的縫隙和孔洞，有效降低界面整體熱阻，同時改善導(dǎo)熱效率和導(dǎo)熱均勻性；而且能輕易滲透入不規(guī)則元件間的縫隙，固化成高性能的彈性，具備優(yōu)異的結(jié)構(gòu)實用性和結(jié)構(gòu)件表面貼服性，提高更高效的熱傳導(dǎo)，同時還滿足電氣絕緣、阻燃、耐高溫、耐沖擊、減少應(yīng)力及穩(wěn)定性等綜合要求。

在IGBT模組與冷片之間涂抹導(dǎo)熱硅脂，具有熱阻低，導(dǎo)熱性能好等特點(diǎn)，能夠填充發(fā)熱器件與電子器件之間的空隙，排出空氣達(dá)到高效散熱的目的。而貼合導(dǎo)熱絕緣片，其特點(diǎn)是表面柔軟，高導(dǎo)熱、低熱阻，良好電介質(zhì)強(qiáng)度，擊穿電壓高，可以為IGBT模組提供散熱及絕緣保護(hù)。綜上，使用高性能導(dǎo)熱硅脂或?qū)峤^緣片，可實現(xiàn)高效散熱的目的。

導(dǎo)熱硅脂或?qū)峤^緣片等熱界面材料，通常是由導(dǎo)熱粉體與硅油等經(jīng)過特殊工藝加工而成。要實現(xiàn)高性能，導(dǎo)熱粉體的選擇尤為關(guān)鍵。常用的導(dǎo)熱粉體有氧化鋁、氮化鋁、氧化鋅、氮化硼等無機(jī)粉體，然而這些粉體與硅油的相容性差，部分產(chǎn)品還存在易水解，難以高填充等問題，無法制備性能優(yōu)異的高導(dǎo)熱界面材料。

電動汽車熱管理中，導(dǎo)熱凝膠、 導(dǎo)熱硅脂、導(dǎo)熱墊片發(fā)揮極大的作用，為保證他們的高導(dǎo)熱率、耐沖擊、耐高溫、減少應(yīng)力等性能，制備導(dǎo)熱凝膠、導(dǎo)熱墊片時選擇性能優(yōu)異的導(dǎo)熱填充劑尤為關(guān)鍵。東超新材料在導(dǎo)熱填充劑表面改性有豐富的研發(fā)及應(yīng)用方面積累豐富的經(jīng)驗，高性能導(dǎo)熱劑作為高導(dǎo)熱材料的填料。產(chǎn)品采用特定功能團(tuán)的表面處理劑對粉體進(jìn)行接枝，極大提升粉體與樹脂間的親和性，避免兩者因不相容而出現(xiàn)加工難問題。同時采用獨(dú)創(chuàng)混粉技術(shù)，使粉體在樹脂中形成致密堆積，更易實現(xiàn)高填充高導(dǎo)熱、低粘度、易加工等目標(biāo)，可滿足0.8-13W/m*k導(dǎo)熱凝膠、導(dǎo)熱硅膠絕緣片的制備要求?？蔀榭蛻籼峁┒ㄖ苹瘜?dǎo)熱散熱解決方案。