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

      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、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材料尤为关键。导热填充材料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。

审核编辑 黄昊宇