】在各种导热胶中,这里的各种主要指环氧树脂导热胶,有机硅导热胶和聚氨酯导热胶,综合性能最好的当属导热硅胶,最初是为了满足电子电路不断升级的器件功率散热需求发展而来的。发热功率高的器件,如果不能均匀散热,出现高热点,则可能给器件带来致命的损坏。
具体到动力电池系统中,硅胶的应用形态主要包括灌封胶,硅胶片,硅脂,粘接胶几种形式。下面列举几种典型硅胶制品的参数在下面,需要强调的是,只是个别典型产品参数。不过没有找到特别合适的动力电池对应应用的图片,电子产品的图辅助理解。
1)导热灌封硅胶
对比三种灌封胶可以发现,硅胶的密度可以做的最低。低比重,可拆卸,是导热硅胶更适合于动力电池系统应用的重要特性。
颜色:白、黑色粘稠液体;应用领域:汽车电子、模块、LED电源驱动模组、太阳能组件接线盒、电动车充电柱模块、锂电池组、电容组、磁感线圈、逆变电源。
环氧树脂
颜色:黑或白色流体;用于金属粘接、电机产品铁芯粘接、电力电抗器灌封、软磁单元灌封、耐高温传感器灌封等。
聚氨酯
颜色:黑色液体/白色液体、棕黄色液体/棕黄色液体;应用领域:应用于通讯设备、变压器、控制电源、点火控制器、电子传感器等的浇注与灌封。
2)导热硅脂
颜色:白色液状;导热率:1.2--2.5W/m.K;低沉降, 室温储存;应用领域:功率模块、集成芯片、电源模块、车用电子产品、电讯设备、计算机及其附件。
3)导热粘接密封硅胶
颜色:膏体白色;减轻机械、热冲击和震动引起的机械应力和张力;电绝缘性能优异、防电晕;户外老化性优异、使用寿命可达20-30年;在-60-260℃间稳定的机械和电气性能;应用领域:LED灯具密封; 汽车电子元件散热;PCB板及电子元器件散热定位密封;大功率带电器件缝隙填充。
4)导热硅胶片
颜色:灰色;硬度低;应用领域:应用于功率模块、集成芯片、电源模块、车用电子产品、电讯设备、计算机及其他附件。
硅胶在动力电池系统中的应用
目前应用在整车热管理的界面有机材料中可分为两种类型,一种是导热垫片,另外一种是导热填缝材料。圆柱、方形、软包电池,不同类型电芯,利用硅胶散热的形式也不尽相同。
硅胶片取用方便,生产不需要特别的设备;而使用灌封胶或者硅脂,则需要专用设备涂胶或者注射。在应用效果上,可以用下图来说明。
质地越软的导热材料,与被冷却件和散热器等具有固定形状的器件贴合越紧密,导热效果也会越好。
1)圆柱形动力电池用胶
(1)电芯与电芯间灌封
导热灌封硅胶,灌封胶层柔韧,减震效果好,对故障电池起到延缓热失控过快传播的总用,导热系数可调节,但缺点是整体灌封大幅增加电池组与整车重量,并增加成本。相对而言,硅胶密度较低,如果采用这类工艺,硅胶是个好选择。
(2)圆柱形电池底部的粘接固定
(3)硅胶片在电芯周围缠绕的方式
2)方形动力电池用胶解析
对于方形电池,有机硅界面材料多数被用在方形电池底部和系统散热结构之间,使电池和散热结构更好地接触。
(1)电池壳体粘接
(2)电芯铝壳之间连接
(3)铝壳电芯之间放置硅胶片
3)软包动力电池用胶解析
电芯与电芯之间的粘接:
一个提高圆柱形电池利用硅胶散热的专利
在圆柱、方形、软包三大类电池中,由于模组形状较为复杂,圆柱型电池利用硅胶材料散热,生产中效率被拉低,因此圆柱电池应用硅胶散热的实际案例较少。最近看到的一个专利恰好解决这个问题。
总的来说,专利的意图是,针对形状复杂的应用场景,可以将硅胶材料提前模具成型。华霆动力2017年申请的一项发明专利,描述了一种模具成型导热硅胶件的方法,流程如下:
模具示意图如下:
制成的硅胶导热件形式如下:
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动力电池
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原文标题:【海目星·技术π】动力电池pack导热硅胶的n种使用方式
文章出处:【微信号:gh_a6b91417f850,微信公众号:高工锂电技术与应用】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。
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