【经验】新能源汽车动力电池导热材料设计时常遇的6个坑
随着国家对新能源汽车扶持政策趋势,一大批的互联网公司也加入这一行业的投资中。电子热处理在电子工业上专业的工程师国内就已经相对缺少,动力电池的热工程师就显得更加的欠缺了。GLPOLY从事导热界面材料行业10年经验,以下金菱通达浅谈客户工程师在新能源动力电池导热硅胶片设计时纠结过的坑。
图 1
一、新能源汽车动力电池导热材料硬度的坑。
新能源汽车动力电池导热硅胶片的硬度值各家公司标的值都有很大不同,有shore oo的,有shore c的,shore A的,虽然有对标值参考,从三元电池以及应用材料的硬度来看,建议是用shore 00来比较合适,比如金菱通达服务的最大的动力电池客户CATL,早期设计工程师们喜欢用shore 00 A以及shore C来注明材料硬度,反复通过实际的测试验证,并根据导热材料的材质属性建议,最后客户接受用shore 00来标明硬度值。现有很多客户设计的材料硬度是shore 00 45-55之间,金菱通达认为是合适的,但也有客户工程师担心新能源汽车动力电池导热硅胶片的应力希望材料更软就没有考虑产线操作应用设计为shore 00 20-30,最后产线没有办法操作拿取材料,因为产品太软了,产线操作时候就很容易导致变形情况出现。如果客户设计硬度在20以下是不是更无法施工,那这时就直接设计GLPOLY的双剂液体导热垫片如XK-S20LV系列而不是导热硅胶片XK-P20,那再者是水冷板和模组之间公差大,就可以继续选择导热硅胶片并把硬度调到60以上,这些案例在实际的设计和应用都已经加以证实过。
图 2
二、新能源动力电池导热材料导热系数的坑。
我们一般讲新能源汽车动力电池导热硅胶片导热系数是在标准的ASTM D5470规范条件下测试得出来的值,但我们有些工程师在设计中要求厚度5.0mm,11mm也要3W/m·K或者更高,还有一些单、双面增加补强材玻璃纤维布也要达到整体3W/m·K甚至更高要求。从目前我们实际的推广和实际应用来看,新能源汽车动力电池导热硅胶片导热系数1.5-2W/m·K,厚度1.5/2.0mm是比较经济应用的成本,如果担心产品的伸收率问题,可以在垫片中内置超薄0.03玻纤纤维布增强。在广汽的车型中就有这种材料设计,客户也非常满意,关键一点是导热系数您设计多少,那我们就一定做到实测您要求的导热系数值!
三、新能源动力电池导热材料抗拉强度的坑。
严格地讲,关于新能源汽车动力电池导热硅胶片抗拉强度这个问题很重要也有很多争议。在电子工业产品中导热材料是越软越好,因为超软柔那压缩就更好,越好的压缩那材料的有效接触面积就越大,而且降低热阻达到最好的导热效果,不大会担心产品本身压变裂或者压损坏产品。但是由于动力电池上导热材料应用在汽车上,而汽车是运动的,所以很多工程师担心这种设计万一材料断裂怎么办?这种担心其实是多余的,新能源汽车动力电池导热硅胶片不论在哪种产品中应用,一般应用的间隙都小于导热硅胶片的实际厚度,导热硅胶片除了主要的导热性能还有填补间隙和缓冲减震功能,他们在动力电池应用也一样的填补在间隙之间,而且与模组形成一体,就算是汽车高速行驶和颠簸中也一样只是静静地待在间隙中努力的工作传导热量绝不会出现断裂的问题!新能源汽车动力电池导热硅胶片是分子与分子之间的结合,除非装机操作人为的因素,如还担心,那就内置一个超薄的0.03mm玻璃纤维布补强材料。
图 3
四、新能源动力电池导热材料压缩的坑。
新能源汽车动力电池导热硅胶片安装后被压缩量与自由状态实际厚度之比,称之为压缩比。从目前的实际应用来看,压缩量在20%-30%是比较合适的,但压缩量与材料本身硬度和应力有直接关系,因此需要设计工程充分地把电池模组的间隙,材料的厚度,硬度,以及应力计算模拟出数据,分别分析10-100psi压强下测试出新能源汽车动力电池导热硅胶片的压缩率显示的数据,包括压力,厚度以及导热系数的变化。工程师整合这些数据找到最合适的压缩量,建议客户做5次以上的测试对比再进行选定。
五、新能源动力电池导热材料的自动化施工。
由于新能源汽车动力电池导热硅胶片的生产工艺决定了导热硅胶片的基本成品属性即双面带不同离型力的PET离型纸。其实离型纸厚度也有区别,分重轻离型,在人工操作时,我们建议客户直接先撕起轻离型纸,然后撕掉另一层重离型纸即可安装动力电池导热硅胶片。目前自动化生产施工的要求和呼声比较高,要求新能源汽车动力电池导热硅胶片提供满足自动化生产应对。业界通常的做法就是把导热硅胶片模切成卷料或者做裸片包装比较方便自动化生产要求,但新能源汽车动力电池导热硅胶片有这么几个特点:
●厚度偏厚,材料不合适做出卷料。
●尺寸比较大不一定适合自动化机器手抓取材料,而且加上材料还有自带粘性更加难自动化操作。
●材料本身有双面离型纸保护,从而也增加了自动化撕离型纸的难度。
以上3点问题加以解决无疑都在不同程度上增加了加工模切的成本,比如在双面离型纸的正反2面增加拉拔边或者预留更大的材料面积,正反2个方向冲型进行排废(两边预留10-20mm),就为了自动化把全部人工活交给了材料模切环节,但是这种模切的方式是否合适成品包装出货又是一个问题。这些问题都是设计工程师在设计时没有足够考虑多问题,当然上述方法都可行,唯一的问题就是大大增加了成本。最好的设计就是使用GLPOLY双剂液态导热硅胶片,自动化设备操作,液体自动化成型为柔软Q弹垫片,但GLPOLY的双剂液态导热硅胶片可不是传统的灌封胶。
图 4
六、新能源动力电池导热材料寿命的坑。
因为汽车行业都有续航以及10年或者更长的寿命要求,所以所有的工程师都会对新能源汽车动力电池导热硅胶片使用寿命提出要求,但现在的问题是目前全球都没有标准的方法,产品十年的测试都源于3C产品的测试方法,GLPOLY动力电池导热硅胶片XK-P20十年寿命测试已经过第三方测试认证!如今在世界范围内,用来预测高分子材料长期老化寿命的试验方法,都是基于阿累尼乌斯方程的,对于单一成分的材料而言,用阿累尼乌斯方程具有较高的准确度。但是,对于由多种成分组成的复合材料而言,基于阿累尼乌斯方程的结果均不够准确。很多工程技术人员忽略了这问题的存在。
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 0
本文由三年不鸣转载自金菱通达,原文标题为:新能源汽车动力电池导热材料设计6个坑,本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。
相关推荐
【经验】解析导热硅胶片和导热凝胶区别及选择方法
经常有客户咨询导热材料厂家:导热硅胶片和导热凝胶有什么区别?分别适用于什么应用情景?能具体介绍下这导热硅胶片和导热凝胶的优缺点么?那么本文中就让金菱通达来为大家一一解答!
设计经验 发布时间 : 2023-09-09
【经验】解析如何正确选择导热硅胶片厚度
很多客户工程师在导热硅胶片厚度选择时不知道该如何选?选多厚的才合适?本文金菱通达为您解答疑问。
设计经验 发布时间 : 2022-10-18
【经验】新能源汽车动力电池导热材料阻燃测试及可靠性测试资讯
随着新能源电动汽车安全技术条件越来越完善,更多新能源客户在选择导热材料时要求过UL标准还不够,还得同时涉及GB/T2408水平和垂直燃烧的测试。金菱通达在测试时与第三方测试机构了解了一些关于新能源测试标准的资讯,在本文与大家一起分享。
设计经验 发布时间 : 2021-12-14
金菱通达(GLPOLY)热对策材料选型指南
目录- Company Profile Low Density Thermally Conductivity Silicone Gel Pad/Stressless Silicone Thermal Putty Gel Thermal Pad Thermal Silicone Pad & Silicone Thermal Fiberglass/Film EMI absorber/Absorption Gel Two-part Liquid Thermal Gap Pad/PCMs/Non-Silicone Sealing Compound Silicone/Non-Silicone Thermal grease Silicone Thermal Tape Graphite Thermal radiation Pad/Vibration Dampening Silicone Pad
型号- XK-G20E,XK-P20系列,XK-R系列,XK-P PUTTY,XK-PN50,XK-Z系列,XK-P20LD,XK-P80,XK-RE SERIES,XK-RAY310,XK-A100,XK-FN系列,XK-F系列,XK-FN,XK-FN20,XK-J系列,XK-C35D,XK-C35C,XK-PN45,XK-GN SERIES,XK-Z,XK-FST,XK-F35,XK-R30,XK-Z SERIES,XK-F10ST,XK-FN10,XK-P PUTTY SERIES,XK-FN15,XK-FST系列,XK-SF SERIES,XK-P45-PUTTY,XK-GN20,XK-Z15,XK-RE系列,XK-FN50,XK-X SERIES,XK-T SERIES,XK-G40,XK-F20,XK-J20,XK-SF35,XK-XN40,XK-P60,XK-RAY,XK-J25,XK-FST SERIES,XK-C系列,XK-SN SERIES,XK-R20,XK-G系列,XK-PN系列,XK-K系列,XK-TN08,XK-GN15,XK-XN系列,XK-SN系列,XK-FN40,XK-XN50,XK-G30,XK-S15LV,XK-F10,XK-C35,XK-PN60,XK-S30LV,XK-TN,XK-J10,XK-P50,XK-F15,XK-A SERIES,XK-TN12,XK-PS SERIES,XK-R10,XK-J18,XK-X50,XK-SF系列,XK-R15,XK-P30S20,XK-A80,XK-A60,XK-P系列,XK-PLD SERIES,XK-P20 SERIES,XK-PN15,XK-T系列,XK-P50-PUTTY,XK-C20,XK-X系列,XK-G20,XK-S20LV,XK-C25,XK-PLD,XK-SN,XK-SF15,XK-GEL 100,XK-SF18,XK-SN10,XK-P45,XK-PS系列,XK-P80-P,XK-SF,XK-K4,XK-X40,XK-TN SERIES,XK-F20ST,XK-K6,XK-P20S,XK-F SERIES,XK-GN30,XK-J SERIES,XK-S12LV,XK-C15,XK-C16,XK-P PUTTY 系列,XK-K10,XK-P15LD,XK-G15,XK-P50-P,XK-P30,XK-SN20,XK-P SERIES,XK-P80-PUTTY,XK-RE,XK-PN SERIES,XK-C,XK-TN系列,XK-G,XK-F,XK-F60,XK-R SERIES,XK-S25LV,XK-PN30,XK-A,XK-P20S20,XK-R,XK-A系列,XK-T,XK-R10E9,XK-PLD系列,XK-P20,BETA GEL 100,XK-X,XK-P25,XK-K,XK-J,XK-P45-P,XK-RAY SERIES,XK-P,XK-G SERIES,XK-PN,XK-T09,XK-A30,XK-PS,XK-F50,XK-F15ST,XK-C SERIES,XK-PN20,XK-K SERIES,XK-XN,XK-XN10,XK-XN SERIES,XK-RAY 系列,XK-P10LD,XK-FN SERIES,XK-R50,XK-GN系列,XK-T12,XK-GN,XK-ANFC,XK-X10
导热硅胶片,电动汽车逆变器的热管理优化解决方案
逆变器在电动汽车的动力系统中扮演着核心角色,将电池储存的直流电转换为驱动电动机所需的交流电。随着电动汽车技术的不断进步,对逆变器的性能和效率要求日益提高。然而,逆变器在操作过程中会产生大量热量,若不妥善处理,可能导致效率降低、性能下降,甚至损坏设备。在这方面,盛恩SF系列硅胶导热垫提供了一种高效的热管理解决方案。
应用方案 发布时间 : 2023-11-20
金菱通达11W高导热硅胶片XK-P110,助力浙江大学某研究院浸没式液冷项目
在友商众多热管理解决方案中,金菱通达11W高导热硅胶片XK-P110以其卓越的性能优势脱颖而出,成功助力浙江大学某研究院的浸没式液冷项目,为前沿科研提供了强有力的支持。
应用方案 发布时间 : 2024-11-22
导热系数2W的导热胶XK-S20,服役寿命10年以上,适用于新能源汽车水泵控制器散热设计
新能源汽车水泵控制器散热用金菱通达服役寿命10年以上,导热系数2W的导热胶XK-S20。
产品 发布时间 : 2024-05-01
金菱通达11W高导热硅胶片应用于激光电子设备的散热高端材料,获医疗激光客户订单
金菱通达高导热硅胶片XK-P110,导热系数11.0W/m.k,适合高端特种应用,具备超柔软易压缩、低热阻、低硬度、低挥发、低应力,兼具高导热,绝缘性好,阻燃性能高等优异特点,成为医疗器械激光电子设备领域散热首选。
应用方案 发布时间 : 2024-08-27
怎样正确选择导热硅胶片厚度
最近接到很多客户在咨询导热硅胶片选择上不知道该该如何选厚度?项目设备选多厚的才合适?针对这个问题本文将由金菱通达为您解答厚度疑问。
技术探讨 发布时间 : 2024-11-20
【产品】高导热硅胶片XK-P80应用于卫星调制解调器上,导热系数高达8W/m·K
金菱通达高导热硅胶片XK-P80进入卫星通信系统,已应用于以色列某头部卫星通信公司的卫星调制解调器上,完美解决其芯片散热难题。XK-P80导热系数8.0W,厚度0.5~5.0mm,耐电压10KV 以上,导热硅胶片XK-P80服役温度-60~200℃。
应用方案 发布时间 : 2022-01-13
【技术】解析导热硅胶片的四大性能参数:导热系数、热阻系数、工作温度和阻燃性
本文中金菱通达将为大家解析导热硅胶片四大性能参数:导热系数、热阻系数、工作温度和阻燃性。
技术探讨 发布时间 : 2022-08-05
金菱通达5.0W导热硅胶片XK-P50S助力TO247封装应用升级,具备超过10kV/mm抗击穿强度
近期,金菱通达与上海一家知名医疗器械制造商的合作中,针对其TO247封装,导热间隙仅为0.5mm的产品提出了全新的解决方案。原有的某格斯GAP PAD TGP 3000虽表现良好,但在耐压方面无法满足客户5KV的严格标准。而金菱通达导热硅胶片XK-P50S凭借其卓越的性能,不仅提升了产品的导热效率,更是在耐压测试中表现出色,成功通过了所有的技术考验,赢得了客户的信赖。
器件选型 发布时间 : 2024-11-15
确保电动汽车安全与性能:BMS中的导热硅胶片应用
盛恩SF系列导热硅胶片的应用,通过高效的热管理,提高了BMS的性能,延长了电池的使用寿命,增强了整车的安全性和可靠性。随着新能源汽车行业的不断发展,这种高效的热管理解决方案将在提升电动汽车性能和效率方面发挥越来越重要的作用。
应用方案 发布时间 : 2023-11-28
兆科导热硅胶泡棉及导热硅胶片具有耐高温、耐老化、耐腐蚀等优点,广泛用于新能源汽车领域
随着新能源汽车行业的快速发展,电池组的散热和导热问题成为了亟待解决的问题之一。兆科导热硅胶片作为一种高效、环保的导热材料,逐渐被广泛应用于新能源汽车领域导热硅胶片是一种高分子材料,具有优异的导热性能和电气绝缘性能,同时还具有耐高温、耐老化、耐腐蚀等优点。
应用方案 发布时间 : 2024-04-11
金菱通达高导热硅胶片XK-P110,导热系数高达11W/mK,成为工业相机散热的卓越保障
在工业相机的复杂运行环境中,散热问题犹如高悬的达摩克利斯之剑,直接影响着相机的性能与寿命。而金菱通达(GLPOLY)高导热硅胶片 XK-P110的问世,为工业相机的散热难题带来了卓越的解决方案。
应用方案 发布时间 : 2024-11-14
电子商城
服务
提供稳态、瞬态、热传导、对流散热、热辐射、热接触、和液冷等热仿真分析,通过FloTHERM软件帮助工程师在产品设计初期创建虚拟模型,对多种系统设计方案进行评估,识别潜在散热风险。
实验室地址: 深圳 提交需求>
使用FloTHERM和Smart CFD软件,提供前期热仿真模拟、结构设计调整建议、中期样品测试和后期生产供应的一站式服务,热仿真技术团队专业指导。
实验室地址: 深圳 提交需求>
登录 | 立即注册
提交评论