“新能源汽車車載電機灌封”丨雙組分導熱灌封膠
發(fā)布時間：2022-04-19 10:44 信息來源：安伯斯新材料 瀏覽次數(shù)：124
導語： 車載充電機（OBC,on-board charger）是新能源電動汽車上的關鍵部件之一，可以將交流電轉(zhuǎn)換為電池所需的直流電，并且決定了電動汽車的充電效率。目前車載充電機的設計已集成多個功能，包括雙向功率轉(zhuǎn)換，高壓直流轉(zhuǎn)換，加熱等，這使得OBC整體設計更加緊湊。與此同時，為了實現(xiàn)更高效率的快速充電，許多國內(nèi)生產(chǎn)廠家正在研發(fā)高功率的車載充電機，功率由3.3kw、6.6kw向11kw及更高功率升級擴容。設計的集成化和更高功率的趨勢，使得車載充電機的熱管理變得越來越重要。
車載充電機由兩個部分組成，即電源部分和控制主板部分。其中，車載充電機電源部分一般由兩級電路組成，前級為功率因數(shù)校正環(huán)節(jié)即PFC級，它能夠?qū)㈦娋W(wǎng)交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橐欢ǖ闹绷麟妷海缓蠹墳橹绷?直流級，將PFC級輸出直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)殡姵厮璩潆婋妷?，從而實現(xiàn)相應的充電功能。在這兩級電路組成中存在很多電感、變壓器等電磁感應元件，它們被集中在狹小的密閉環(huán)境中，當充電機在高速充電時，局部的環(huán)境溫度會積聚升高，如不能及時將熱量傳遞出去，會影響到元器件的本身功能。因此為了實現(xiàn)優(yōu)異的導熱效能，需要具備優(yōu)異流動性的導熱材料來填充元器件與散熱體之間的不規(guī)則空隙。由于有機硅具有獨特的物理化學性能以及出色的耐老化性能等，目前較為普遍的熱管理方案是使用具有一定導熱系數(shù)的有機硅灌封膠將電磁感應元器件進行整體灌封。
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在實際應用中，車載充電機使用導熱灌封膠時往往存在一些難點，例如：
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灌封膠流動性不足，填充程度低灌封部件設計排布不規(guī)則，元器件之間空隙結(jié)構(gòu)較復雜，電感線圈纏繞層數(shù)多等因素使得OBC對于灌封膠的流動性要求較高。導熱系數(shù)一定的情況下，流動性好的導熱灌封膠才能最大程度填充元器件之間的細小縫隙，減少整體熱阻，實現(xiàn)最優(yōu)導熱效果。
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高溫下灌封膠應力大，磁芯易開裂，車載充電機熱管理工程師在進行灌封膠驗證時，會重點考察電感元器件經(jīng)過高溫烘烤后電感量的變化。彈性模量和線性熱膨脹系數(shù)較大的灌封膠材料，高溫時會發(fā)生膨脹進而產(chǎn)生較大的內(nèi)應力，使得原本質(zhì)地脆弱的磁芯更易開裂，導致電感量檢測值急劇下降并失去其原有的功能。
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材料老化性能要求高，結(jié)合整車使用壽命以及車載充電機實際使用時長，要求灌封膠在更嚴苛的老化條件下保持性能的穩(wěn)定。
為了解決以上難點，深圳市安伯斯科技有限公司開發(fā)出幾款性能優(yōu)異適用于車載充電機的有機硅導熱灌封膠 1.5w導熱灌封膠IBOX-1150GF AB灌封膠。
IBOX-1150GF是一款雙組份導熱灌封膠，具有優(yōu)異的流動性、低模量以及良好的導熱性能，是車載充電機功率元器件灌封保護的材料。
IBOX-1150GF A/B 具有如下特點和優(yōu)勢:
Ø 低粘度，自流平，優(yōu)異的鉆縫能力
IBOX-1150GF A/B粘度非常低( 混合粘度7000 mPa·s ) ，具有優(yōu)異的鉆縫能力，特別適用于填充細小的復雜氣孔和空洞，例如汽車電感線圈的縫隙。
Ø 低模量，低應力
一方面IBOX-1150GF 固化過程為加熱反應和常溫反應，在固化的過程中材料本身不會發(fā)生收縮的現(xiàn)象。另一方面IBOX-1150GF 固化后具有較低的模量和線性熱膨脹系數(shù)，對于一些應力敏感的電子元件，例如電感中的磁芯，具有非常好的保護作用。
Ø 具有粘附性
IBOX-1150GF 具有一定的粘附性，能夠緊密地吸附在元器件表面。尤其在經(jīng)過振動測試后，仍能較好地吸附于基材表面，保持灌封部件的完整性。
Ø 優(yōu)異的耐老化性能
由于車載充電機在實際應用中會長期處于工作狀態(tài)，為了保證其在整個電動汽車生命周期內(nèi)穩(wěn)定性、可靠性和安全性要求，對于選用的灌封材料必須具備優(yōu)異的耐老化性能。IBOX-1150GF 經(jīng)過冷熱沖擊試驗，-40℃- 150℃高溫試驗等長時間可靠性測試后，各項性能均保持穩(wěn)定。
IBOX-1150GF 冷熱沖擊測試 和 雙85測試報告，如下所示：
結(jié)論：IBOX-1150GF 雙組分導熱灌封閉膠老化各項性能穩(wěn)定
除了IBOX-1150GF之外，為滿足新能源電動汽車市場對于導熱灌封膠的需求，深圳市安伯斯科技有限公司 還開發(fā)出一系列低粘度、多種導熱系數(shù)可供選擇的有機硅導熱灌封膠以及導熱粘接墊片等，為客戶提供量身定制的解決方案。
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