派克漢尼汾:用黑科技守護EV電池包
近年來,中國堅定不移地以純電驅動為汽車產業政策導向,大力發展新能源汽車,成為全球汽車產業發展轉型的重要力量之一。2020年10月,中國政府在其發布的《新能源汽車產業發展規劃(2021—2035年)》中明確提出,到2025年我國新能源汽車市場競爭力增強,動力電池等關鍵技術取得重大突破,安全水平全面提升。
作為新能源汽車的核心能量源,動力電池包肩負著為整車提供驅動電能的重任。國家相關部門對電池包的系統熱管理十分重視,并重點強化電池系統熱安全、機械安全、電氣安全及功能安全要求。來自派克洛德的電氣化解決方案讓高能量密度電池包成為現實,為守護新能源車的安全貢獻力量。
必不可少的熱管理材料
電池發熱量是電動汽車設計工程師密切關注的問題,它不僅會加速車輛零部件老化,還會降低電池充電率,導致充電時間增加。此外,如果鋰離子電池溫度過高,電池也容易受損。為了保護電池和周圍的元件不受電池產生的熱量影響,電動汽車設計中的熱管理就顯得尤為重要。
熱管理材料采用多種導熱技術制成,旨在快速散熱并提高產品功率密度的上限。派克洛德通過CoolTherm 填縫材料、灌封材料、膠粘劑以及凝膠和潤滑脂等系列熱管理材料,助力全球電動及混合動力汽車制造商解決熱管理問題,幫助電動汽車提高電池功率密度,加快充電速度,進而提升續航里程和可靠性。
填縫材料是一種可以導熱的膏狀材料,主要針對表面起伏或不平整的電子元件進行熱管理。在電池中,即使兩種基材看起來相互接觸,也會存在肉眼看不見的空隙。當熱量從電子組件傳遞到散熱器時,空隙中的空氣將使熱量很難迅速傳遞到散熱器。而填縫材料的作用正是填充這些微小氣穴,加速熱傳遞,減輕環境條件產生的影響,為產品提供電氣絕緣,確保元件的穩定性。
填縫材料具有高觸變性、無壓力下不易流動的特性,非常有利于現場施工。通常,膠條先在水冷板上施工,無論是90度側翻還是180度上下翻轉,都不會發生膠條流淌或者變形,適用于液冷板(上板、下板、側板)與電芯或者模組之間的傳熱。與導熱墊片相比,在大面積應用中,CoolTherm 液態可固化的填縫材料不僅對部件產生低應力,還可降低熱阻。
想象一個炎熱的夏天,你試圖用風扇來降溫,但這顯然不夠。冷靜一下,最佳方法是什么呢?跳進游泳池。在炎熱的夏天跳進泳池泡著絕對是解暑的有效方案,因為水完全包圍著你,可提供比空氣更好的散熱效果。派克洛德采用了同樣的概念,并將其應用于電子產品的灌裝和封裝,這就是CoolTherm 灌封解決方案。
CoolTherm 灌封材料具有粘度低、自流平、不易沉降的特點,可對電芯形成一定的物理支撐,比如軟包電池。由于粘度低流動性很好,因此灌封材料可通過一個小孔注入到電池模組中,并且能夠自流平。除了適用于軟包電芯與模組或液冷板之間的傳熱,也適用于其他電子元器件的保護和散熱。它還能讓電池在整個生命周期內免受外界灰塵、濕氣及腐蝕性氣體的侵蝕,并減小振動。
粘接材料即導熱結構膠,集導熱膠和傳統結構膠的優點于一身,既能導熱又具有非常出色的粘接力,可同時實現熱管理和電池包結構粘貼的雙重功能,最近幾年越來越受國內主機廠和電池廠商的青睞。可以看到,從標準模組到大模組,從CTP到CTC,動力電池包的結構不斷簡化。結構創新在持續提高系統能量密度的同時,也要降低綜合成本,而導熱結構膠是實現以上述結構創新必不可少的材料。
作為布置在車底的大質量單體部件,電池包的結構強度必須適應復雜的用車環境,比如在車輛行駛過程中出現顛簸、振動以及發生熱膨脹時,其粘接結構不會發生變形、開裂、脫膠等問題。由于長期使用,電池包結構還需要承受車身反復形變帶來的長時間應力變化。導熱結構膠可以大大提高電池包結構的粘接效果,滿足電池包對安全及結構強度的需求;另一方面,導熱結構膠可以替代導熱和粘接兩套系統,從而簡化電池包的設計。
導熱結構膠產品包括聚氨酯、丙烯酸和環氧等不同化學體系,導熱率從0.8瓦到3瓦都有很成熟的產品和應用,整體的粘接強度還可根據客戶的不同需求靈活調整,從3兆帕到10兆帕甚至15兆帕都可實現。此外,為滿足不同客戶的設計需求,材料的化學組成、導熱率、流動性、固化速度及其他性能均可定制。值得一提的是,除了導熱結構膠,派克洛德還可提供非導熱的結構膠,該系列產品也具有優質的粘接力。CoolTherm 系列解決方案無疑將在電動汽車行業掀起新一輪的熱界面材料技術革新。
滿足防火安全及絕緣要求的涂料
在現實中,電動車電池正在變得越來越小,性能卻越來越高,防火、絕緣需求也不斷增長,因此對涂料提出更高的要求。基于這些需求,派克洛德可以有針對性地提供不同種類的涂料。
紫外固化/絕緣涂料主要為電芯或電池包外殼提供絕緣保護。在一個電池包中,排列著無數的電芯,電芯之間難免接觸,如何保證電芯與電芯之間、電芯與外板以及電芯與電池包殼體間的絕緣呢?目前,各電池廠商多用PET膜包覆電芯以起到絕緣作用,同時避免電芯因相互碰撞產生破損。但是,PET膜有其先天的不足之處:它需要大量的人工操作,無法實現完全自動化生產;PET膜與盒體間粘結力低,導致氣泡產生或者部分分離,從而降低絕緣和熱傳導性能;此外,PET膜的粘接也一直困擾著電池供應商。
派克洛德注意到這一現象,經過大量的研發試驗,成功開發出一款替代性絕緣涂料——Sipiol UV絕緣涂料。這款涂料經UV燈照射后可以迅速固化,具有抗電場極化和熱擊穿的性能,可以為電芯或電池包外殼提供絕緣保護;此外,出色的粘結力能確保良好的粘結效果;簡便的涂裝方式適合于自動化規模生產,安全環保,不含VOC。
隨著設計工程師越來越多地使用輕型材料(鋁材或者復合材料)打造汽車電池包,如果電動汽車用的鋰離子電池和其他類型的電池沒有適當保護,就很容易存在巨大的火災隱患。人們亟需尋找一款防火阻燃涂料,與輕量化基材結合后,既能大幅減輕重量,又能為駕駛員和乘客提供防火和安全保護。
派克洛德的Sipiol 防火阻燃涂料應用于電池板上蓋板內側,只需薄薄的75微米,就能在基材和熱源之間形成一道隔離屏障。該涂料遇到高溫時發生膨脹,進而形成隔熱保護層保護基材。它讓鋁材或復合材料替代沉重的鋼質部件成為可能;能夠減少火災風險,延長從車內逃生的時間;在降低成本和復雜性的情況下改善安全性能。在對表面涂有Sipiol 防火阻燃涂料的3003鋁材進行15分鐘的火焰實驗時,發現防火涂料的厚度5秒內就開始膨脹,在1200攝氏度的火焰溫度下為基材提供了很好的保護。
作為供應商,派克洛德一直致力于滿足客戶對于高性能和穩定質量的需求。為了確保能夠及時、經濟地提供產品和服務,派克洛德在世界各地采用標準化流程生產熱管理材料,并且擴大了在中國、歐洲和美國的生產能力。未來,派克洛德將和原始設備制造商一起向前邁進,所有這些朝著正確方向邁出的步伐將為電動汽車行業帶來令人矚目的成就。(何 珺)
- 08-09?派克漢尼汾: 發電廠里..
- 08-02派克漢尼汾:為全球首列..
- 07-21派克漢尼汾:未來已至 ..
- 08-10派克漢尼汾: 從容應對復..
- 08-03派克漢尼汾: “小部件”..