】在各種導熱膠中,這里的各種主要指環氧樹脂導熱膠,有機硅導熱膠和聚氨酯導熱膠,綜合性能最好的當屬導熱硅膠,最初是為了滿足電子電路不斷升級的器件功率散熱需求發展而來的。發熱功率高的器件,如果不能均勻散熱,出現高熱點,則可能給器件帶來致命的損壞。
導熱硅膠典型產品和參數
具體到動力電池系統中,硅膠的應用形態主要包括灌封膠,硅膠片,硅脂,粘接膠幾種形式。下面列舉幾種典型硅膠制品的參數在下面,需要強調的是,只是個別典型產品參數。不過沒有找到特別合適的動力電池對應應用的圖片,電子產品的圖輔助理解。
1)導熱灌封硅膠
對比三種灌封膠可以發現,硅膠的密度可以做的最低。低比重,可拆卸,是導熱硅膠更適合于動力電池系統應用的重要特性。
顏色:白、黑色粘稠液體;應用領域:汽車電子、模塊、LED電源驅動模組、太陽能組件接線盒、電動車充電柱模塊、鋰電池組、電容組、磁感線圈、逆變電源。
環氧樹脂
顏色:黑或白色流體;用于金屬粘接、電機產品鐵芯粘接、電力電抗器灌封、軟磁單元灌封、耐高溫傳感器灌封等。
聚氨酯
顏色:黑色液體/白色液體、棕黃色液體/棕黃色液體;應用領域:應用于通訊設備、變壓器、控制電源、點火控制器、電子傳感器等的澆注與灌封。
2)導熱硅脂
顏色:白色液狀;導熱率:1.2--2.5W/m.K;低沉降, 室溫儲存;應用領域:功率模塊、集成芯片、電源模塊、車用電子產品、電訊設備、計算機及其附件。
3)導熱粘接密封硅膠
顏色:膏體白色;減輕機械、熱沖擊和震動引起的機械應力和張力;電絕緣性能優異、防電暈;戶外老化性優異、使用壽命可達20-30年;在-60-260℃間穩定的機械和電氣性能;應用領域:LED燈具密封; 汽車電子元件散熱;PCB板及電子元器件散熱定位密封;大功率帶電器件縫隙填充。
4)導熱硅膠片
顏色:灰色;硬度低;應用領域:應用于功率模塊、集成芯片、電源模塊、車用電子產品、電訊設備、計算機及其他附件。
硅膠在動力電池系統中的應用
目前應用在整車熱管理的界面有機材料中可分為兩種類型,一種是導熱墊片,另外一種是導熱填縫材料。圓柱、方形、軟包電池,不同類型電芯,利用硅膠散熱的形式也不盡相同。
硅膠片取用方便,生產不需要特別的設備;而使用灌封膠或者硅脂,則需要專用設備涂膠或者注射。在應用效果上,可以用下圖來說明。
質地越軟的導熱材料,與被冷卻件和散熱器等具有固定形狀的器件貼合越緊密,導熱效果也會越好。
1)圓柱形動力電池用膠
(1)電芯與電芯間灌封
導熱灌封硅膠,灌封膠層柔韌,減震效果好,對故障電池起到延緩熱失控過快傳播的總用,導熱系數可調節,但缺點是整體灌封大幅增加電池組與整車重量,并增加成本。相對而言,硅膠密度較低,如果采用這類工藝,硅膠是個好選擇。
(2)圓柱形電池底部的粘接固定
(3)硅膠片在電芯周圍纏繞的方式
2)方形動力電池用膠解析
對于方形電池,有機硅界面材料多數被用在方形電池底部和系統散熱結構之間,使電池和散熱結構更好地接觸。
(1)電池殼體粘接
(2)電芯鋁殼之間連接
(3)鋁殼電芯之間放置硅膠片
3)軟包動力電池用膠解析
電芯與電芯之間的粘接:
一個提高圓柱形電池利用硅膠散熱的專利
在圓柱、方形、軟包三大類電池中,由于模組形狀較為復雜,圓柱型電池利用硅膠材料散熱,生產中效率被拉低,因此圓柱電池應用硅膠散熱的實際案例較少。最近看到的一個專利恰好解決這個問題。
總的來說,專利的意圖是,針對形狀復雜的應用場景,可以將硅膠材料提前模具成型。華霆動力2017年申請的一項發明專利,描述了一種模具成型導熱硅膠件的方法,流程如下:
模具示意圖如下:
制成的硅膠導熱件形式如下:
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原文標題:【海目星·技術π】動力電池pack導熱硅膠的n種使用方式
文章出處:【微信號:gh_a6b91417f850,微信公眾號:高工鋰電技術與應用】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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