La sfida per i veicoli elettrici

La transizione verso i sistemi di trazione elettrica dei veicoli e la sempre crescente quantità di sensori elettronici impiegati a bordo degli stessi comportano sfide completamente nuove per il settore automobilistico.

Un aspetto fondamentale della progettazione e realizzazione dei veicoli elettrici è la gestione termica, con lo sguardo puntato, in particolare, sulla dissipazione del calore dei componenti elettronici.

La tipologia di materiale di interfaccia termica (TIM – thermal interface material) – come ad esempio il GFL (gap filler liquid, es. GFL 3040 di Kerafol, distribuito da Edo Components) è strettamente correlata alla durata di vita dei componenti elettronici e, di conseguenza, al corretto funzionamento dell’intero sistema.

Secondo l’equazione di Arrhenius, una riduzione di 10° C della temperatura operativa delle celle della batteria comporta un raddoppio della durata della sua vita utile, aspetto che, oltre all’affidabilità generale del veicolo elettrico, è un fattore determinante per la qualità intrinseca di EV e PEH.

L’obiettivo del thermal management è la realizzazione di un sistema di raffreddamento efficiente dato dall’accoppiamento del componente e un dissipatore attraverso il TIM. Più elevato è il grado di conducibilità termica del TIM, migliore sarà il risultato ottenuto. Inoltre il materiale di interfaccia termica si deve adattare perfettamente alle superfici dei due corpi (elettronica e dissipatore) in modo da evitare la formazione di bolle d’aria. Una bolla d’aria dello spessore di 1μm ha la stessa resistenza termica di uno strato di alluminio spesso 10 mm.

Oltre alla performance termica, gli altri parametri chiave di un TIM sono:

  • Isolamento elettrico, anche per alte tensioni
  • Peso, più contenuto possibile
  • Facilità di lavorazione.

I materiali di interfaccia termica liquidi, come il GFL, offrono la massima flessibilità e compensano facilmente le tolleranze meccaniche della produzione dei componenti e i difetti di planarità delle superfici.

Il GFL è particolarmente adatto per tutti i progetti con grandi volumi di produzione. Nonostante l’investimento necessario per l’attrezzaggio del sistema di erogazione del liquido, il costo del GFL risulta vantaggioso rispetto ad altre soluzioni, come ad esempio, i Gap Pad.

Per fare in modo che il sistema di erogazione del liquido dissipativo funzioni in maniera ottimale con il GFL è necessaria la sua corretta configurazione. Per questo motivo KERAFOL e i principali produttori di sistemi di erogazione lavorano a stretto contatto da molti anni, il che costituisce un grande vantaggio per entrambe le parti.

Frutto di questa lunga collaborazione è il GFL 3040: un liquido riempitivo a base di silicone 2K con conduttività termica di 4,3W/mK.

La combinazione di un’elevata conducibilità termica e un eccellente comportamento del flusso del liquido è molto importante. I due componenti dell’elastomero possono essere applicati a mano con una pistola erogatrice con estrema facilità e la massa può essere agevolmente distribuita secondo necessità.

Il GFL può essere utilizzato anche con i più comuni sistemi di erogazione automatici e, per queste applicazioni, è fornito in cartucce e fusti.

Per applicazioni che richiedono ingenti quantità di liquido, la soluzione ottimale è costituita da un sistema di dosaggio a pistone con trasporto volumetrico di materiale e miscelatore statico. Durante lo sviluppo del GFL 3040, l’attenzione è stata concentrata per ottenere il più basso gradi di abrasione del prodotto, il che riduce al minimo l’usura e i costi del sistema.

Che si tratti dell’inverter, della batteria o dei sistemi multimediali di bordo, i liquidi di riempimento KERAFOL sono la soluzione più efficiente ed economica per una vasta gamma di applicazioni automobilistiche.

Per magguori informazioni: EDO Components

Redazione Fare Elettronica