Lämpöliitäntämateriaalit ja meist{0}}sähköajoneuvojen akkumoduulien leikatut komponentit: Käytännön valintaopas

Lämpö on sähköpolun jälkeen sähköpolun jälkeen sähköauton akussa toiseksi{0}}tärkein-hallittava asia. Solut tuottavat lämpöä latauksen ja purkamisen aikana, pakkauskotelo vangitsee sen, ja ero hyvin -lämpö-hallitun moduulin ja huonosti hallitun moduulin välillä näkyy nopeampana hajoamisena, heikkenemisenä nopeissa-lataustapahtumissa ja - pahimmassa tapauksessa - lämpökarkaistuna. Lämpöä siirtävät komponentit ovat pieniä, litteitä ja helppo jättää huomiotta: kennojen ja jäähdytyslevyjen väliset lämpörajapintatyynyt, moduulien ja pakkauskotelon väliset rakot ja eristysleikkaukset, jotka estävät lämpöreitistä oikosulkua.

Tämä opas kattaa materiaaliperheet, tekniset numerot, joilla on todellisuudessa merkitystä, ja meis{0}}leikkausprosessin rajoitukset, jotka määrittävät, toimiiko lämpöosa linjalla. Se on kirjoitettu kysymyksistä, joita Shanyon insinööritiimi saa sähköauto- ja energianvarastointiohjelmista, joissa lämpömuotti-toimitetaan yhä enemmän tehtaan jo valmistamien kiskojen ja kupukomponenttien rinnalla.

Kuinka lämpö liikkuu akkumoduulissa

Akkumoduulin lämpöpolku on ketju: kennon pinta lämpörajapintamateriaaliin (TIM) jäähdytyslevyyn jäähdytysnesteeseen. Jokainen lenkki ketjussa lisää vastusta, ja heikoin lenkki asettaa moduulin lämpötilan. TIM on yleensä vähiten tuttu linkki, koska toisin kuin metalliosissa siinä ei ole datalehden glamouria - se on pehmeä tyyny, tahna tai vaihe-muutoskalvo, jonka lämpöteho riippuu täysin siitä, miten se asetetaan ja puristetaan.

Lämpöbudjetin matematiikka on yksinkertainen: kennon lämpövirta (W) jaettuna sallitulla lämpötilan nousulla (aste) antaa vaaditun TIM:n lämmönjohtavuuden (W/aste). Jakamalla sen kosketuspinta-alalla saadaan vaadittu lämpöimpedanssi asteina ·cm²/W - TIM-tietolomakkeessa oleva luku. Kaksi useimmiten väärin käytettyä lukua ovat lämmönjohtavuus (W/m·K), joka kuvaa materiaalin sisäistä johtavuutta, ja lämpöimpedanssi, joka sisältää kosketusresistanssin molemmissa liitännöissä. Huonolla kosketuksella asennettu 5 W/m·K tyyny voi toimia huonommin kuin kunnolla puristettu 3 W/m·K tyyny, koska liitäntäraot hallitsevat.

Lämpötyynyperheet ja milloin niitä kannattaa käyttää

• Silikoni{0}}pohjaiset lämpötyynyt (1–6 W/m·K):työhevonen akku- ja tehoelektroniikkasovelluksiin. Pehmeä, mukautuva, saatavana paksuuksina 0,5–5 mm, ja stanssaus-leikattavissa moduulimuotoihin. Pehmeys verrattuna käsittelyyn - pehmeämmät tyynyt mukautuvat paremmin, mutta repeytyvät helpommin automaattisessa sijoittelussa.
• Aukkojen-täyttötyynyt:paksummat, erittäin mukautuvat pehmusteet (2-6 mm), jotka täyttävät kennojen, virtakiskojen ja koteloiden väliset epätasaiset raot. Heidän tehtävänsä ei ole korkea johtavuus, vaan taattu kosketus muuttuvan raon yli. Rakoalueen ja käytettävissä olevan puristusvoiman mukaan, ei pelkästään W/m·K:n mukaan.
• Lasikuitu{0}}vahvistetut pehmusteet:jäykemmät pehmusteet paremmalla puhkaisun kestävyydellä sovelluksiin, joissa tyyny on käsiteltävissä tai joissa kova reuna voi leikata läpi. Hieman korkeampi lämpöimpedanssi kuin vahvistamattomalla silikonilla, jolla on sama johtavuus.
• Vaiheen-muutosmateriaalit:liimaa-kuten levityksen yhteydessä, ne sulavat käyttölämpötilassa käyttöliittymään ja täyttävät mikroskooppisia aukkoja. Paras suorituskyky yksikköpaksuuskohtaisesti, mutta sekavampi käsitellä ja tyypillisesti levitetty levyinä tai stensiilikalvoina.
• Keraamiset-täytetyt ja boori-nitridityypit:korkeammat-johtavuusvaihtoehdot (6-10+ W/m·K) tehoelektroniikassa ja invertterivaiheissa korkeammilla kustannuksilla ja jäykkyydellä.

Lämpötyynyn määrittäminen: tärkeät numerot

Kun lämpötyynypiirustus tulee stanssatun-leikkauksen toimittajalle, hyödyllisissä eritelmissä on viisi numeroa:

• Lämmönjohtavuus (W/m·K):materiaalin sisäinen johtavuus, mitattuna ASTM D5470:n tai ISO 22007-2:n mukaan. Tämä on numero markkinointi johtaa; se ei ole koko tarina.
• Lämpöimpedanssi käyttöpuristuksessa (aste ·cm²/W):sisältää kosketusvastuksen määritetyllä paineella. Tämä on numero, jota lämpösimulaatio tarvitsee.
• Paksuus ja paksuustoleranssi:1,0 mm:n tyynyn ±10 % toleranssi voi olla 0,9 tai 1,1 mm, mikä muuttaa puristusta ja impedanssia. Toleranssi on todellinen suunnittelumuuttuja, ei piirustusmuodollisuus.
• Puristussuhde ja voima:kuinka pitkälle tyyny puristuu tietyllä paineella ja kuinka paljon voimaa se vaatii. Kotelon puristusvoiman on kyettävä puristamaan tyyny sen suunniteltuun paksuuteen.
• Käyttölämpötila-alue:silikonityynyt ovat tyypillisesti -40 - +150 astetta tai korkeampia; tyynyn on säilytettävä ominaisuutensa pakkauksen lämpökiertoikkunan poikki.

Akkumoduuleissa paksuustoleranssi ansaitsee erityistä huomiota, koska tyynyn tehtävänä on täyttää määrätty rako. Jos kennon ja jäähdytyslevyn välinen rako on 2 mm ja tyyny on 1,8 mm, kosketus on pehmeä; 2,2 mm:n kohdalla tyyny voi olla ylipuristettu-ja puristaa tai rasittaa kennoa. Shanyo pitää tyynyn paksuuden leikattujen osien vetotoleranssissa ja kirjaa mitatun paksuuden erää vasten, mikä on juuri ne tiedot, jotka auditointi haluaa nähdä.

Die{0}}Lämpömateriaalien leikkaaminen: leikkauksen muutokset

Lämpötyynyt aiheuttavat kaksi ongelmaa stanssaaville, joita tavalliset tiivistemateriaalit eivät. Ensinnäkin ne ovat pehmeitä ja tahmeita; huonosti asetettu suu{1}}leikkaus tai tylsä ​​terä muodostaa repaleiset reunat, jotka repeytyvät sijoittelussa, ja tahmea reuna kerää lian siimaan. Toiseksi leikkausgeometria määrittää kosketusalueen, ja kosketuspinta-ala on lämpöteho - 0,5 mm:n pituinen tyyny, joka on leikattu yhdestä reunasta, menettää tämän lämpöreitin kaistaleen.

• Reunan laatu:leikkausparametrit (terän terävyys, leikkausnopeus, materiaalituki) on asetettu tuottamaan puhtaat, repeytymättömät{0} reunat. Hyväksymistarkastus on visuaalinen plus mitoitus, ja se varmistetaan linjan alussa ja näytteillä ajon aikana.
• Mittojen toleranssi:±0,1-0,2 mm on tyypillistä lämpötyynyille materiaalin pehmeydestä riippuen; piirustustoleranssin ja materiaalin todellisen käyttäytymisen tulee olla yhteensopivat tai osa on ylimääritelty.
• Irrotettavan vuorauksen käsittely:useimmat lämpötyynyt toimitetaan irrotettavalla vuorauksella, ja vuorauksen on irrotettava puhtaasti venyttämättä tai repimättä pehmustetta. Liner-valinta on osa spesifikaatiota, ei jälkikäteen.
• Laminointi:tyynyt, joiden toisella puolella on liimaa (asemointia varten), laminoidaan ja leikataan sitten; liimakohdistus tyynyyn nähden pysyy paikallaan kuten mikä tahansa laminoitu osa.

Eristyspuikko-Leikkaukset samassa pinossa

Akun lämpöpolku on tuettu sähköeristyksellä: lämpötyyny johtaa lämpöä eikä saa johtaa virtaa kennon ja jäähdytyslevyn välillä. Eristysleikkaukset -polyesteri-, polyimidi-, Nomex- tai päällystetyt kalvot - sijaitsevat kennon, tyynyn ja levyn välissä, ja nämä kaksi osaa on yleensä suunniteltu pinoksi. Määrittelypisteitä ovat dielektrinen lujuus (tyypillisesti mitoitettu pakkausjännitteelle marginaalilla, esim. 1,5-3 kV), paksuus (joka lisää lämpöpolkua) ja sama reunan laatu ja toleranssi kuin tyynyn. Lämpötyynyä ja eristekalvoa lainataan ja leikataan usein yhdessä, koska pinon kokonaispaksuus ja sen puristuskäyttäytyminen ovat yhdistelmärakennetta.

Liimattavat kehykset ja sijoitteluosat

Lämpöosat eivät pysy itsestään paikoillaan. Liimakehykset ja kohdistusleikkaukset -leikkaukset - PSA-renkaat, teippikehykset, kohdistusliuskat - pitävät tyynyn kennossa, eristeen levyssä tai moduulin yhdessä kokoonpanon aikana. Nämä osat suunnitellaan uudelleen viimeiseksi ja epäonnistuvat ensin, kun uudelleensuunnittelu jätetään väliin: liima, joka ei kastele moduulikotelon pintaenergiaa, kehys, joka vapautuu tiiviiseen koteloon, tärinän aikana vapautuva kieleke. Sama materiaalin pätevyysvaatimus, joka koskee lämpömateriaalia, koskee liimaa: pintaenergian yhteensopivuus, lämpötila-alue, kaasunpoistokäyttäytyminen ja irrokepäällysteen yhteensopivuus ovat kaikki osa spesifikaatiota.

Laatutiedot: mitä EV-ohjelman tarkastus vaatii

Sähköautojen akkuohjelmat tarkastavat lämpö- ja eristystoimitusketjunsa samalla tavalla kuin autoteollisuuden ohjelmat tarkastavat kaiken muun. Tietueet, jotka pitävät stanssatun -lämmöntoimittajan hyväksyttyjen toimittajaluettelossa:

• Materiaalitodistukset lämpötyynylle, eristekalvolle ja liimalle, eränumero jäljitettävissä rullan etikettiin.
• Leikkaa-osien mitat ja paksuustiedot, joissa mitatut arvot suhteessa piirustustoleranssiin.
• Lämpöominaisuuksien tarkistus, jos ohjelma vaatii sitä - tuotantomateriaalista mitattu johtavuus tai impedanssi, ei vain tietosivun arvo.
• Prosessitiedot: leikkausparametrit, laminointiasetukset ja erän tarkastustulokset.
• Eristysosien dielektriset testit, joissa sovellus edellyttää huippuluokan vahvistusta.

Shanyon stanssattu{0}}leikkauslinja tallentaa nämä kaikki samaa erän jäljitysjärjestelmää vastaan, jota käytetään sen metallikuvun, kupujärjestelmän ja virtakiskotuotannossa, joten lämpöpino, virtakiskot ja akkuohjelman kytkinkomponentit toimitetaan johdonmukaisen, tarkastettavan dokumentaation kanssa.

Kuinka Thermal- ja Bus Bar -ohjelmat yhdistyvät

Sähköajoneuvojen ja energian varastointiohjelmissa lämpöpino ja sähköpolku määritetään yleensä yhdessä - virtakisko kuljettaa virtaa, lämpötyyny hallitsee lämpöään ja eristyskalvo pitää nämä kaksi erillään. Shanyo tarvikkeitakupariväylätja lämpösaumat-samasta tehtaasta, mikä tarkoittaa yhtä piirustuspakettia, yhtä pätevyyttä ja yhtä eräjäljitystä saman moduulin kahdelle osaperheelle. Thestans{0}}leikattu moduuliShanyo-verkkosivuston sivulla luetellaan vakiotarjonta; suunnittelutiimi tarkastelee lämpöpinon ja virtakiskon asettelun yhdessä moduulipiirustuksen perusteella.

Thermal Die{0}}Leikkausohjelman suunnittelun tarkistuslista

• Ilmoita rako, joka tyynyn on täytettävä, ja käytettävissä oleva puristusvoima, ei vain johtavuus.
• Määritä paksuustoleranssi, joka vastaa materiaalin todellista käyttäytymistä ja sovelluksen herkkyyttä.
• Sisällytä lämpöpinon suunnitteluun eristekerros dielektrisellä arvolla ja paksuudella.
• Valitse vuoraus ja liima kokoonpanolinjaa silmällä pitäen - sijoitustapa, pintaenergia, lämpötila.
• Vaadi paksuus- ja mittatietueita erää kohti sekä lämpövarmennusta, jos ohjelma sitä tarvitsee.
• Hyväksy leikkausprosessi varsinaisessa materiaalissa - pehmeä tyyny, joka leikkaa puhtaasti 1,0 mm:n kohdalta, voi repeytyä 3,0 mm:n kohdalla.

Yleisiä virheitä lämpösuutin{0}}leikkausmäärityksessä

Virheet, jotka näkyvät useimmiten palautetuissa lämpöosissa, ovat johdonmukaisia: johtavuuden määrittäminen ja impedanssin ja puristuksen huomioimatta jättäminen, mikä tuottaa tyynyn, joka simuloi hyvin ja toimii huonosti; sietää paksuutta tiukemmin kuin materiaali kestää, mikä nostaa kustannuksia ja hylkäysastetta; vuorauksen ja liiman unohtaminen teknisissä tiedoissa, mikä aiheuttaa sijoitteluvirheitä asiakkaan linjalla; ja tyynyn leikkaaminen komponentin jalanjäljen mukaan ottamatta huomioon rakoa ja puristusta, mikä näkee lämpöpolun. Jokainen näistä on määrittelyvirhe, ei valmistusvirhe -, minkä vuoksi Shanyo tarkistaa lämpöpiirustukset sovellukseen verrattuna ennen työkaluja, ja miksi ohjelmat, jotka alkavat aukolla ja pakottavat tietoja kopioitujen tietolehtien sijaan, viimeistelevät vähemmän prototyyppikierroksia.

Shanyo on Qingdao{0}}tarkkuuskomponenttien valmistajameis{0}}leikatut lämpö- ja EMI-komponentit, kupariväylät, metallikuvut, kupulevyt, silikoninäppäimistöt, kalvokytkimet ja FPC-kokoonpanot sähköajoneuvojen, energian varastoinnin, teollisuuden, lääketieteen ja kulutuselektroniikan asiakkaille maailmanlaajuisesti. Lämpöpinon suunnittelukatsauksen tai tarjouksen saamiseksi ota yhteyttä Shanyon suunnittelutiimiin ja kerro moduulipiirustuksestasi, välistäsi ja lämpöbudjetistasi.

Kuinka saada Shanyo mukaan Thermal Die{0}}Leikkausohjelmaan

Nopein reitti oikeaan tarjoukseen on moduulipiirustus sekä kolme numeroa, jotka määrittelevät lämpötyön: rako, joka tyynyn on täytettävä, sallittu lämpötilan nousu ja käytettävissä oleva puristusvoima. Shanyon suunnittelutiimi palauttaa niistä materiaaliperheen suosituksen, tyynyn paksuuden ja toleranssin, eristysvaatimuksen, jos pino tarvitsee sellaisen, sekä näytteen toimitusajan - yleensä kahden työpäivän sisällä. Ohjelmalle, joka ostaa jo kiskoja tai kupujärjestelmiä, lämpöpino lisätään samaan tilaukseen ja samaan eräjäljitykseen, mistä useimmat sähköauton asiakkaat aloittavat: yksi tehdas, yksi piirustuspaketti, yksi auditointitiedosto moduulin sähkö- ja lämpökomponenteille.

Akun lämpöpolku ei ole yksittäisen komponentin päätös; se on pino päätöksiä - tyynyn materiaali, paksuus, eristys, liima, leikkaustoleranssi, dokumentaatio -, jotka laskevat yhteen moduulin lämpötilan. Pinon saaminen oikealle määrittelyvaiheessa on halvempaa kuin sen uudelleensuunnittelu Aloita aukosta ja lämpöbudjetista, valitse materiaaliperhe ja anna sen jälkeen stanssata-ja eristystekniikan viimeistellä yksityiskohdat.