Vorsicht Spalt
Als zentraler Energiespeicher ist die Antriebsbatterie gleichsam das Herzstück eines Elektrofahrzeugs. Aufgrund der immer höheren Speicherkapazitäten und Nennspannungen wird das Wärmemanagement von Batterien zunehmend wichtiger. Bei der Kühlung von Batterien unter extremen Betriebsbedingungen spielen Gap-Filler aus siliconbasierten thermischen Interface-Materialien (TIM) eine wesentliche Rolle.
Die in der Regal als Lithium-Ionen-Akkumulator ausgeführte Batterie dient der Energiespeicherung im Elektrofahrzeug. In der Elektromobilität wurden für Antriebsbatterien bislang keine branchenweiten Standards festgelegt. Ihre Grundkomponenten sind aber trotz mehrerer möglicher Bauweisen immer gleich: Akkuzellen mit einer bestimmten Form, Größe und Zellchemie, die zu einem Batteriemodul zusammengefügt werden. Die fertige Batterie besteht aus mehreren solchen Modulen, die zu einem Akkupack konfektioniert und mit einem Batteriemanagementsystem versehen wurden.
Wirksame Kühlung unter extremen Bedingungen
Die Temperatur der Batterie muss beim Parken, Fahren und Laden reguliert werden. Dafür sind Silicone bestens geeignet: Sie können Wärme effektiv ableiten und behalten über einen langen Zeitraum und in einem breiten Temperaturbereich ihre Eigenschaften bei. Sie halten auch mechanischer Belastung, Vibrationen und Temperaturschwankungen stand.
Siliconanwendungen für Traktionsbatterien
Antriebsbatterien enthalten in der Regel zahlreiche Produkte aus Siliconkautschuk (hier in Blau dargestellt). Als wärmeleitfähige Gap-Filler, Gele, Klebstoffe und Pasten erfüllen sie mehrere Aufgaben.
Siliconanwendungen für Traktionsbatterien
Antriebsbatterien enthalten in der Regel zahlreiche Produkte aus Siliconkautschuk (hier in Blau dargestellt). Als wärmeleitfähige Gap-Filler, Gele, Klebstoffe und Pasten erfüllen sie mehrere Aufgaben.
Verklebung von Doppelzellen zur Vibrations- und Schwingungsdämpfung
Isolierung für HS-Kabel
Kühlplatte für das Wärmemanagement im Batteriemodul
Dichtung des Batteriegehäuses
Batteriemanagementsystem mit vergossener Elektronik
Silicone für Batteriemodule
- Wärmeableitung (Thermomanagement)
- Verbindung zwischen Zellen und Kühlkörper (Verklebung)
- Verbindung zwischen Zellen zur Vibrationsdämpfung (Verklebung)
- Dichtungsmodule (Cured-In-Place-Gasket)
Silicone für Akkupacks
- Wärmeableitung (Thermomanagement), Verbindung zwischen Modulen zur Kühlung
- Dichtungsmodule (Cured-In-Place-Gasket)
- Isolierung von HS-Kabeln und Abdichtung von Steckern
Silicone für Batteriemanagementsysteme
- Schutz elektronischer Bauteile (Verguss)
Silicone als bewährte Lösung für ein heißes Thema
Temperaturwechsel beeinflussen die Lebensdauer, Leistung, Zuverlässigkeit, Sicherheit und Kosten einer Batterie. Die Wärmeableitung zur Sicherstellung einer gleichmäßigen Temperatur muss ausreichend schnell erfolgen, damit die Batterie innerhalb des gewünschten Temperaturbereichs bleibt. Der Wirkungsgrad von Lithium-Ionen-Batterien ist beispielsweise zwischen 20 und 35 °C am höchsten, sodass dieser Temperaturbereich anzustreben ist.
Wärmeleitfähiges Silicon spielt bei der Kühlung des Zellenblocks eine wichtige Rolle. Es ermöglicht die Abfuhr der Zellenwärme und verbindet zudem die Zellen mit dem Modulgehäuse bzw. miteinander zu größeren Akkupacks. Silicon sorgt auch für Vibrations- und Schwingungsdämpfung und kann als weicher, flexibler Gap-Filler zwischen unebenen Oberflächen eingesetzt werden, um die Temperaturfestigkeit zu verbessern.
Gap-Filler als Antwort auf brennende Fragen
Beim Laden und Entladen von Batterien wird Wärme erzeugt und freigegeben, die aus Sicherheitsgründen und zur Optimierung der Lebensdauer abgeführt werden muss. Weiche, flexible und wärmeleitfähige Silicone können diese Wärme ableiten. Mit SEMICOSIL ® 96x TC hat WACKER eine Reihe von wärmeleitfähigen Gap-Fillern entwickelt, die nicht nur kosteneffizient sind und sich bestens für automatisierte Prozesse eignen, sondern auch die Funktionssicherheit und Haltbarkeit der Batterie optimieren.
Siliconbasierte Gap-Filler in der Fertigung
Der Gap-Filler verdrängt die schlecht wärmeleitende Luft aus dem Spalt zwischen Wärmequelle und Kühlkörper. Dadurch entsteht eine wärmeleitfähige Verbindung.
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