如何防止汽车上的敏感电子装置出现过热的情况？有机硅实现高效散热

时间： 2024-08-26 来源：WACKER官网

技术问答

业内专家普遍认为：未来将是电动汽车的天下。如今，汽车行业已将发展电动汽车业务作为首要任务。但是，在实现量产之前，尚有一些难题需要解决。例如，一个迫在眉睫的问题是：如何防止汽车上的敏感电子装置出现过热的情况？

电动车的电动机、动力电池和电力电子器件通常在高输出功率下工作，并且在运行过程中会发热。温度过高会导致这些部件加速老化、过早失效。为了防止这一现象发生，必须确保快速有效的散热。

有机硅是热管理应用的理想之选。即使用于复杂的形状，也能确保有效散热。它们不仅可以在较宽的温度范围内（-50°C到+180°C，特殊系列甚至可耐受230°C的高温）长期保持稳定的性能，还能承受各种机械应力、振动和温度变化，因此是满足电动车严苛要求的理想选择。

利用有机硅实现高效散热

以下显示了导热有机硅如何在热管理中发挥作用。

导热胶

导热胶不仅能将器件的热量转移到散热片上同时还能确保机械粘接牢固而柔韧，无需进一步粘接，从而降低生产成本。有机硅导热胶即使在长期热应力的作用下，也具有出色的耐用性与长期可靠性。即使在150°C的条件下工作2,000小时后，其机械性能仍然几乎保持不变。

导热有机硅封装胶

即使面对复杂的形状，导热有机硅封装胶也能确保有效散热。同时，它们还可保护变压器和功率半导体器件等关键组件不受环境影响。

导热填缝剂与硅脂

在无需对冷却元件与发热器件进行结构粘接的应用中，导热填缝剂与硅脂也是一种有效的替代方案。它们不仅能够有效散热，而且由于具有柔软的胶稠度，因此可以长期承受冲击、振动和变化。

电池热管理

电动汽车主要采用锂电池（LIB）储能。锂电池通常安装在乘客车厢下方，需具备良好的热管理。电池模组和散热系统之间采用导热填缝剂实现热耦合。导热填缝剂必须具有出色的耐老化性，以防止电池过早失效。此外，填缝剂必须能够快速地涂覆于面积较大的表面。

SEMICOSIL® 96x TC系列是瓦克开发出的一系列性价比高、使用方便、安全耐用的导热填缝剂。

电力电子元件热管理

电力电子元件是电动汽车中的另一大热源，其作用是转换和调节电流。例如，逆变器负责直流电和交流电的相互转换，电压转换器负责调节电压大小。绝缘栅双极型晶体管（IGBT）等功率模块组件的工作温度可超过100°C。温度过高会破坏晶体管中敏感的半导体结构，从而导致晶体管老化，最终造成部件失效。

但如果印刷电路板和绝缘栅双极型晶体管组件可以主动冷却，此类故障就能有效避免。当工作温度超过150°C时，由于有机聚合物无法承受这么高的温度，有机硅热界面材料（TIM）便成了热耦合的首选材料。根据不同的组件设计，有效的冷却系统可采用导热填缝剂、封装胶、导热硅脂或导热胶粘剂。此类产品由瓦克SEMICOSIL®和ELASTOSIL®品牌提供。

电动机热管理

电动机在运行过程中也会发热——尽管其效率通常高达90%以上（内燃机的效率只有30%-45%左右）。电动机同样需要高效散热，原因有二：首先，温度过高会导致涂覆在定子绕组表面的漆包线漆加速老化，其次，永磁同步电动机含有从稀土金属中提取的磁性材料，这类材料会在130°C以上的高温下失去磁性。此外，电动机产生的热量可以方便地用于其它地方，如给乘客车厢或挡风玻璃加热。

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