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Jun 27, 2023

Material de interface térmica (TIM) da Freudenberg Sealing Technologies usado em série

A Freudenberg Sealing Technologies forneceu seu elastômero de material de interface térmica (TIM) para uso na produção em série de grande quantidade de uma porta de carregamento de veículos elétricos para um conhecido fabricante de automóveis. O

A Freudenberg Sealing Technologies forneceu seu elastômero de material de interface térmica (TIM) para uso na produção em série de grande quantidade de uma porta de carregamento de veículos elétricos para um conhecido fabricante de automóveis. O elastômero, que é ao mesmo tempo condutor de calor e eletricamente isolante, foi introduzido pela primeira vez em 2020 com o objetivo de aplicações em tomadas de carregamento, unidades de controle e baterias em carros elétricos.

Atrás da tampa da porta de carregamento, o veículo exibe um conector multipinos usual para o cabo de carregamento, embutido em uma frente de plástico simples. O que permanece invisível é a área de alta tecnologia logo atrás. Aqui estão vários componentes cuja interação é essencial para o gerenciamento térmico do processo de carregamento: uma placa de circuito com sensores de temperatura e eletrônica de medição e controle para gerenciamento de carregamento, todos protegidos dentro de uma caixa do tamanho de uma mão.

O Material de Interface Térmica (TIM) garante a melhor condutividade térmica possível entre a carcaça e os sensores: Ele capta o fluxo de calor através dos fios de cobre conectados à bateria e o repassa aos sensores de temperatura, promovendo assim o rápido acúmulo de controle de carga, incluindo o gerenciamento térmico contínuo da bateria do veículo.

A caixa de plástico de dois componentes possui uma geometria tridimensional complexa, uma vez que os pólos de conexão do plugue de carregamento passam por ela. Mantém de forma confiável a placa facilmente dobrada no lugar e facilita a montagem; a unidade eletrônica é fixada com conexões de encaixe.

O elastômero suporta contato preciso enquanto sua capacidade de isolamento elétrico protege os componentes eletrônicos sensíveis da tensão de carga de até 800 volts. A Freudenberg Sealing Technologies fabrica a carcaça com elastômero injetado e a fornece para um fornecedor automotivo, que por sua vez produz o módulo pronto para instalação pela montadora. Este último instala-o em grande número em veículos produzidos em série.

Este projeto foi ideal para nós, porque nosso material está predestinado para uma ampla gama de aplicações elétricas complexas. Com suas inúmeras qualidades, fornece as respostas certas. Uma vantagem importante para processos em série eficientes: o material elastômero pode ser processado através de moldagem por injeção. Isto também torna a sua utilização muito flexível, uma vez que quase todas as geometrias tridimensionais são possíveis e, graças às propriedades do material, aderem sempre de forma ideal ao substrato - seja plástico ou metal. Pode ser pulverizado diretamente e não necessita de primer.

Como todos os plásticos, o silicone é inerentemente isolante térmico. Para o novo material, ele é misturado com cargas inorgânicas que o tornam termicamente condutivo. Esses enchimentos são compostos metálicos não condutores especiais.

A condutividade térmica do inovador material de interface térmica é de 1,7 a dois watts por metro Kelvin. Para efeito de comparação, a condutividade térmica do ar é 0,026. O processo de fabricação possibilita componentes de paredes finas. De acordo com a equação do calor da equação de Fourier, isso é bom para a condutividade térmica.

No projeto mencionado acima, o elastômero abaixo do sensor de temperatura tem espessura de apenas 0,8 milímetros.

Tivemos experiências muito boas com espessuras entre 0,8 e três milímetros. Por razões físicas, a transferência de calor diminui quando as paredes são mais espessas.

O material atinge um valor CTI (Índice Comparativo de Rastreamento) de 600, colocando-o na melhor classe de proteção possível para resistência ao rastreamento. A rigidez dielétrica é superior a 10 quilovolts por milímetro. Isto significa que as tensões de teste comuns de 2,4 a 4 quilovolts não representarão nenhum desafio particular para o material. Sua dureza é em torno de 35 Shore A.

Ser capaz de usar processos de moldagem por injeção é uma vantagem definitiva. O processo de produção específico evita a retenção de ar tanto no elastômero quanto nas superfícies de contato com outros materiais. Caso contrário, isso pode levar a problemas elétricos, como quebras de tensão. O material é resistente ao fogo de acordo com UL94 com classificação V0, o que o coloca no mais alto nível de segurança possível.