新能源电动汽车高导热、阻燃、散热凝胶绝缘硅胶片硅脂填料应用

文章出处：行业动态责任编辑：东莞东超新材料科技有限公司发表时间：2022-09-27

　　随着电动汽车电子器件多功能化、集成化、高功率化趋势，汽车控制器系统工作时产生的热量越来越多。传统能源的日益短缺，环保压力日渐加重的大环境，电动汽车在日常生活中应用越来越广泛。电动汽车在传统汽车“三小电”(空调、转向、制动)基础上，延伸产生了“三大电”——电池、电机、电控。这些新部件也产生了很多新需求，衍生了新型粘接剂、导热硅胶绝缘垫片填料、导热凝胶填料、导热硅脂填料、密封胶及导热材料等材料的应用。尤其是导热材料，其在新能源电动汽车热管理设计中，发挥导热、阻燃、绝缘、填充保护、防震减震等功能，避免汽车部件损坏。若不及时将热量散发出去，将会对控制器性能与寿命造成影响，如何解决汽车控制器系统的散热问题？散热系统的结构合理性和导热材料的选择尤为重要。下面，跟着东超新材料小编一起了解下，导热材料在电池热管理系统中如何发挥作用。

汽车控制器内部的关键元件是IGBT，自身发热量较大，而且其与电机、引擎等都在汽车前车仓内，空间密闭，热量集中，需要采用专门设计的散热结构将热量带走，再通过下部的金属平板依靠热传导方式传递给散热组件进行散热。为了减少热源和散热设备的热阻提高模组的传热效率，通常需在IGBT模组与冷片之间涂抹导热硅脂或贴合导热绝缘片，从而高效散热。产生的热量如果不及时散热，内部的温度将会持续升高，超过一定温度时，电芯内部的隔膜会失效，造成短路，从而引发电芯着火燃烧等事故。采用导热环氧结构胶或导热聚氨酯结构胶粘合电芯与电池包，不仅可以实现多种材料的链接，还可以增大传热面积，帮助热量传导，保证电力驱动系统稳定、高效、安全工作。

我们通常使用导热凝胶来实现弥补冷板的平整度，使模组和冷板接触更充分。导热凝胶的液态特性对于各种凹凸不平的界面，能够贴合紧密，填充较大的缝隙和孔洞，有效降低界面整体热阻，同时改善导热效率和导热均匀性；而且能轻易渗透入不规则元件间的缝隙，固化成高性能的弹性，具备优异的结构实用性和结构件表面贴服性，提高更高效的热传导，同时还满足电气绝缘、阻燃、耐高温、耐冲击、减少应力及稳定性等综合要求。

在IGBT模组与冷片之间涂抹导热硅脂，具有热阻低，导热性能好等特点，能够填充发热器件与电子器件之间的空隙，排出空气达到高效散热的目的。而贴合导热绝缘片，其特点是表面柔软，高导热、低热阻，良好电介质强度，击穿电压高，可以为IGBT模组提供散热及绝缘保护。综上，使用高性能导热硅脂或导热绝缘片，可实现高效散热的目的。

导热硅脂或导热绝缘片等热界面材料，通常是由导热粉体与硅油等经过特殊工艺加工而成。要实现高性能，导热粉体的选择尤为关键。常用的导热粉体有氧化铝、氮化铝、氧化锌、氮化硼等无机粉体，然而这些粉体与硅油的相容性差，部分产品还存在易水解，难以高填充等问题，无法制备性能优异的高导热界面材料。

电动汽车热管理中，导热凝胶、导热硅脂、导热垫片发挥极大的作用，为保证他们的高导热率、耐冲击、耐高温、减少应力等性能，制备导热凝胶、导热垫片时选择性能优异的导热填充剂尤为关键。东超新材料在导热填充剂表面改性有丰富的研发及应用方面积累丰富的经验，高性能导热剂作为高导热材料的填料。产品采用特定功能团的表面处理剂对粉体进行接枝，极大提升粉体与树脂间的亲和性，避免两者因不相容而出现加工难问题。同时采用独创混粉技术，使粉体在树脂中形成致密堆积，更易实现高填充高导热、低粘度、易加工等目标，可满足0.8-13W/m*k导热凝胶、导热硅胶绝缘片的制备要求。可为客户提供定制化导热散热解决方案。更多关于产品详情，可咨询18145876528，将会有专人为您解答。

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