Η Dow Silicones επεκτείνει το χαρτοφυλάκιο προϊόντων της για να ελέγχει τη θερμοκρασία των μπαταριών EV και να προστατεύει την ανθεκτικότητα των μηχανών των ηλεκτροκίνητων οχημάτων
ΜΠΑΤΑΡΙΕΣ EV ΚΑΙ ΑΝΘΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑ ΜΗΧΑΝΩΝ ΗΛΚΕΤΡΟΚΙΝΗΤΩΝ ΟΧΗΜΑΤΩΝ
Τα προβλήματα διαχείρισης θερμότητας που προκύπτουν από πιο ισχυρές μπαταρίες ταχείας φόρτισης και πυκνά τοποθετημένα συστήματα διαχείρισης μπαταριών (BMS) είναι μεταξύ των προκλήσεων σχεδιασμού EV που αντιμετωπίζουν τα προϊόντα της Dow Silicones.
Τα R&D τμήματα της Dow εργάζονται μαζί με τους πελάτες OEM και Tier στους εξειδικευμένους τομείς των μπαταριών EV, BMS, μονάδων ελέγχου ισχύος, μετατροπέων, φορτιστών και ηλεκτροκινητήρων. Τα προϊόντα της –όπως θερμικά αγώγιμες κόλλες, υλικά πλήρωσης κενού και ενθυλάκωσης – αποτρέπουν την υπερθέρμανση διαχέοντας την θερμότητα και διασφαλίζουν την ανθεκτικότητα των ηλεκτροκίνητων μηχανών των οχημάτων.
«Αναπτύσουμε προϊόντα υψηλών τεχνικών αποδόσεων», επιβεβαιώνει ο John McKeen, παγκόσμιος διευθυντής τεχνικών υπηρεσιών και ανάπτυξης για την ηλεκτροκίνηση και τις μεταφορές στην Dow Consumer Solutions. «Νωρίτερα φέτος κυκλοφόρησε μια νέα ρητίνη απαγωγής θερμότητας (gap filler) σιλικόνης που ονομάζεται DOWSIL TC-5515LT που σχεδιάστηκε ειδικά για να διαχέει τη θερμότητα στις μπαταρίες EV. Είναι ένα υλικό με έγκριση για τη μη μετάδοση της φλόγας UL V-0 με συντελεστή μεταφοράς θερμότητας 1,7 ή 2 W/m-K, ανάλογα με τη μέθοδο δοκιμής που επιλέγεται. Έχει χαμηλότερο ειδικό βάρος από ορισμένα από τα ανταγωνιστικά υλικά, έτσι ώστε να επιτυγχάνει εξοικονόμηση βάρους ενώ παρέχει την κατάλληλη θερμική αγωγιμότητα.
«Όπως απαιτείται από τους πελάτες, το νέο προϊόν δεν ρέει και έχει χαμηλή δύναμη συμπίεσης για συναρμολόγηση ή ακόμα και επανεπεξεργασία εάν χρειάζεται», συνεχίζει. «Το έχουμε σχεδιάσει ώστε να είναι εύκολο να εφαρμοστεί. Πρέπει να εισαγάγετε ένα πρισματικό στοιχείο στην πλάκα ψύξης με χαμηλή δύναμη, ώστε να μην καταστρέψετε το στοιχείο και έτσι ώστε το υλικό [gap-filler] να απλωθεί και να σχηματίσει ένα ωραίο, ομοιόμορφο στρώμα μεταξύ της πλάκας και του πάτου του κελιού. Διαμορφώσαμε το υλικό για να το επιτύχουμε αυτό και επίσης το σχεδιάσαμε για γρήγορο πολυμερισμό σε θερμοκρασία δωματίου, για εξοικονόμηση ενέργειας και ενίσχυση της απόδοσης παραγωγής.»
ΕΠΙΤΑΧΥΜΕΝΗ ΔΟΚΙΜΗ ΜΠΑΤΑΡΙΩΝ EV
Ο McKeen σημειώνει ότι ακόμα κι αν τα υλικά μεγάλου όγκου, όπως τα gap fillers, δεν είναι πάντα σχεδιασμένα για έναν συγκεκριμένο πελάτη, είναι ακόμα δυνατό να τα τελειοποιήσουμε για την παραγωγική διαδικασία – πώς θα ήθελε ο πελάτης να τα εφαρμόζει, για παράδειγμα. Επισημαίνει επίσης το ολοκληρωμένο πρόγραμμα δοκιμών της ομάδας του, το οποίο έχει σχεδιαστεί για να καταδεικνύει τη μακροπρόθεσμη απόδοση του προϊόντος στην εφαρμογή του οχήματος.
«Εστιάζουμε στην αξιοπιστία», λέει. «Συνεργαζόμαστε με το κέντρο μηχανολογίας μας και χρησιμοποιούμε τις παγκόσμιες αναλυτικές μας ικανότητες για να εκτελέσουμε δοκιμές ταχείας γήρανσης, συμπεριλαμβανομένου του θερμικού κύκλου και σε υψηλές θερμοκρασίες. Έχουμε ήδη αρχίσει να βλέπουμε επιτυχία με το νέο υλικό και έχουμε μερικές επιτυχημένες εφαρμογές στην Κίνα και παγκοσμίως».
Περαιτέρω νέα, θερμικά αγώγιμα υλικά πλήρωσης κενού (gap fillers) είναι καθ’ οδόν. Ο McKeen επισημαίνει έναν αριθμό προϊόντων υπό ανάπτυξη, που κυμαίνονται από 2W/m-K έως περισσότερα από 6W/m-K.
«Δεν εστιάζουμε μόνο στη θερμική αγωγιμότητα, αλλά ικανοποιούμε τις απαιτήσεις του πελάτη και της αγοράς σχετικά με την πρόσφυση, τη δυνατότητα εφαρμογής ή τη ροή, και εστιάζουμε στη μακροπρόθεσμη αξιοπιστία», λέει. «Εργαζόμαστε επίσης σε αρκετούς αφρούς ενθυλάκωσης και σε διαφορετικούς τύπους ελαστικών φύλλων ή σύνθετα προϊόντα που στοχεύουν κυλινδρικά, πρισματικά και κελιά θήκης, καθώς και modules κατασκευασμένα από αυτά. Στόχος είναι ο μετριασμός ή ο περιορισμός της θερμικής διάδοσης. Δοκιμάζουμε μερικά νέα αφρώδες υλικά στην αγορά και αρχίζουμε να βλέπουμε καλά σχόλια. Η δοκιμή σε πραγματικές εφαρμογές πελατών, έδειξε ότι εάν έχετε περίπτωση υπερθέρμανσης και ανάφλεξης ενός κελιού, το υλικό περιορίζει τη διάδοση σε γειτονικά κελιά. Τα διαμορφώνουμε έτσι ώστε να μπορούν να εφαρμοστούν εύκολα και να γεμίσουν μικρά κενά μεταξύ των κελιών».
«Οι βιομηχανίες ηλεκτρονικών και αυτοκινήτων συγχωνεύονται όλο και περισσότερο, με νέους παίκτες να έρχονται» – John McKeen, παγκόσμιος διευθυντής τεχνικών υπηρεσιών και ανάπτυξης για την ηλεκτροκίνηση και τις μεταφορές, Dow Consumer Solutions
ΕΥΕΛΙΚΤΟ ΜΕΛΛΟΝ
Ο McKeen λέει ότι η Dow δεν έχει ακόμα διαμορφώσει άποψη σχετικά με το ποιοι τύποι κελιών μπαταρίας ή/και χημείας θα αποδειχθούν κυρίαρχοι στην αγορά στο μέλλον. «Η άποψή μας είναι ότι η αγορά εξακολουθεί να μην γνωρίζει ποια θα είναι η τεχνολογία ή οι τεχνολογίες που θα κερδίσουν», εξηγεί. «Έχουμε δεσμεύσεις με πελάτες σε όλους τους διαφορετικούς τύπους κελιών και συνεχίζουμε να βελτιώνουμε τα προϊόντα που φέρνουμε στην αγορά. Ένα από τα δυνατά σημεία της Dow είναι η πρόσβαση σε πολλαπλά σετ χημείας. Εάν η σιλικόνη δεν ταιριάζει στις ανάγκες της εφαρμογής, μπορούμε να έχουμε πρόσβαση και ισχυρές συνεργασίες με το κομμάτι της Dow που ασχολείται με πολυουρεθάνη (PU) ή πλαστικά ή άλλου τλυπου υλικά».
Το Dow’s MobilityScience, που ξεκίνησε τον Ιούλιο του 2020, είναι ένα τμήμα που στοχεύει να συγκεντρώσει τις μονάδες της Dow που χειρίζονται σιλικόνες, PU, πλαστικά και άλλα. Ο στόχος είναι να παρέχουμε στους πελάτες OEM και Tier, ταχύτερη πρόσβαση στις διαφορετικές τεχνολογίες της Dow και βελτιώνοντας έτσι την εμπειρία των πελατών. Μαζί, η MobilityScience αντιπροσωπεύει περίπου 2 δισεκατομμύρια δολάρια στις αυτοκινητοβιομηχανίες ετησίως.
Η Dow εξυπηρετεί πολλές βιομηχανίες πέρα από τον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας, συμπεριλαμβανομένων των κτιρίων και των υποδομών, της προσωπικής φροντίδας και των ηλεκτρονικών ειδών ευρείας κατανάλωσης. Η McKeen βλέπει την ικανότητα της εταιρείας να αξιοποιεί την τεχνολογία υλικών από διαφορετικούς τομείς ως ανταγωνιστικό πλεονέκτημα.»
Οι βιομηχανίες ηλεκτρονικών και αυτοκινήτων συγχωνεύονται όλο και περισσότερο, με νέους παίκτες να έρχονται», εκτιμά. «Έχουμε παρόμοιο χαρτοφυλάκιο στην αγορά ηλεκτρονικών ειδών και μπορούμε να αξιοποιήσουμε τεχνολογίες και καινοτομίες από τη μια αγορά στην άλλη. Για παράδειγμα, το gap filler TC-5515 αναπτύχθηκε ειδικά για μπαταρίες EV, αλλά αξιοποιεί δεκαετίες επιτυχίας με άλλα θερμικά αγώγιμα υλικά – όχι μόνο στην αγορά αυτοκινήτων αλλά και στα ηλεκτρονικά. Υπάρχουν παρόμοιες απαιτήσεις για την αφαίρεση περισσότερης θερμότητας και στους δύο τομείς».
ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΜΠΡΟΣΤΑ
- Η Dow Silicones διαθέτει σημαντικές μηχανολογικές και εργαστηριακές ικανότητες στις ΗΠΑ, την Ευρώπη, τη Σαγκάη και την Ιαπωνία για να βοηθήσει τους κατασκευαστές, που υποστηρίζονται από περαιτέρω εγκαταστάσεις τεχνικών υπηρεσιών σε όλο τον κόσμο.
- Με στόχο τον πολλαπλασιαζόμενο όγκο ηλεκτρονικών σε ηλεκτρικά ή/και αυτόνομα οχήματα, το νέο DOWSIL EC-6601 της Dow, μια ηλεκτρικά αγώγιμη κόλλα, κέρδισε πρόσφατα το R&D 100 και ασημένιο μετάλλιο στα Βραβεία Edison. Έχει σχεδιαστεί για να παρέχει υψηλή επιμήκυνση, καλό shielding και ισχυρή πρόσφυση, ανθεκτικότητα και αγώγιμη απόδοση.
- Στα επόμενα 3-5 χρόνια, η Dow Silicones θα λανσάρει περαιτέρω νέα θερμικά αγώγιμα υλικά gap fillers και κόλλες για υλικά δύσκολης συγκόλλησης.
Πηγή | Διεθνές περιοδικό Electric & Hybrid Vehicle Technology (www.electricybridvehicletechnology.com)
VIDEO: ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ GAP FILLER DOWSIL TC5515