Soluzioni avanzate di gestione termica per stazioni di ricarica per veicoli elettrici

L'evoluzione delle infrastrutture di ricarica dei veicoli elettrici (EV) verso densità di potenza più elevate e velocità di ricarica più elevate impone enormi sollecitazioni termiche ed elettriche sui componenti interni critici. Una gestione efficace del calore, dell'isolamento e delle sollecitazioni meccaniche è fondamentale per garantire sicurezza, longevità e affidabilità.

Come sapete, l'infrastruttura di ricarica dei veicoli elettrici (EV) include il modulo batteria (per sistemi di backup interni), unità di conversione di potenza,  PCB di controllo e altri componenti. Ora vediamo quali sono le sfide e come possiamo offrire soluzioni per risolverle.

1. Unità e modulo di conversione di potenza (inverter/convertitore CC-CC)

Questo è il cuore della stazione di ricarica, dove vengono commutate e convertite correnti elevate, generando un calore significativo in componenti come IGBT, MOSFET e diodi.

• Sfida: Dissipazione efficiente del calore dai semiconduttori di potenza, mantenendo al contempo un robusto isolamento elettrico dal dissipatore di calore e prevenendo le interferenze elettromagnetiche (EMI).

• Soluzioni:

  • Interfaccia termica e isolamento: Piastre di mica e Fogli di grafite sono ideali in questo caso. Una piastra di mica, utilizzata come isolante tra un dispositivo di potenza e il dissipatore di calore, offre un'eccellente rigidità dielettrica e resistenza termica, consentendo al calore di passare e bloccando la corrente. Per applicazioni che richiedono una diffusione termica planare superiore per eliminare i punti caldi, il nostro Fogli di grafiteOffrono un'eccezionale conduttività nel piano. Possono essere utilizzati in combinazione con uno strato isolante per prestazioni ottimali.

  • Isolamento strutturale e bobine: Pannelli epossidici e Carta in fibra vulcanizzata (carta di pesce)Offrono un supporto meccanico rigido e un'elevata rigidità dielettrica. Sono perfetti per creare barriere isolanti, piastre di montaggio e bobine per trasformatori e induttori all'interno del modulo di potenza, garantendo un isolamento sicuro dei componenti.

  • Soppressione EMI: La commutazione rapida dei dispositivi di potenza genera un rumore elettromagnetico significativo. Il nostro Fogli assorbitori d'onda può essere posizionato sopra questi componenti o all'interno delle coperture degli alloggiamenti per assorbire le emissioni irradiate ad alta frequenza, attenuando le EMI e garantendo un funzionamento stabile e la conformità agli standard normativi.

2. Modulo batteria (per sistemi di backup o di archiviazione buffer)

Alcune stazioni di ricarica incorporano batterie per il buffering o il backup dell'energia. Questi moduli richiedono un'attenta gestione termica e misure di sicurezza.

• Sfida: Previene la fuga termica, gestisce il calore generato durante i cicli di carica/scarica e fornisce ammortizzazione contro vibrazioni e urti fisici.

• Soluzioni:

  • Isolamento e barriera tra celle: Carta Nomex è un materiale eccezionale per i separatori delle batterie e l'isolamento intercella grazie alla sua intrinseca resistenza alla fiamma, alla stabilità alle alte temperature e alle eccellenti proprietà dielettriche. Agisce come una barriera di sicurezza fondamentale, prevenendo cortocircuiti tra le celle anche in condizioni estreme.

  • Ammortizzazione e riempimento degli spazi vuoti: Schiuma Poron e Schiuma di siliconeSono essenziali per l'impilamento delle celle. Offrono una resistenza alla compressione permanente e duratura, assorbendo l'espansione e la contrazione durante il ciclo. Questo mantiene una pressione uniforme sulle celle, riduce al minimo lo stress e previene i movimenti causati dalle vibrazioni, prolungando così la durata della batteria.

  • Isolamento delle sbarre collettrici e dei moduli: Isolanti in Mylar (pellicola PET) e Film per PCSono utilizzati per isolare barre conduttive e alloggiamenti di moduli. Offrono un'eccellente resistenza alla perforazione e un isolamento affidabile in un profilo sottile e modellabile.

3. Schede di controllo e circuiti principali (PCB)

Il cervello della stazione di ricarica ospita microprocessori sensibili, sensori e moduli di comunicazione.

• Sfida: Proteggere i componenti delicati dai cortocircuiti, gestire il calore localizzato dei controller, smorzare le vibrazioni e schermare dalle interferenze elettromagnetiche esterne.

• Soluzioni:

  • Isolamento a livello di componente: Isolatori Mylar (McLaren) e Film PC/PP/PETSono ampiamente utilizzati come maschere isolanti e strati protettivi sui PCB. Prevengono ponti di saldatura e cortocircuiti tra componenti e tracce ravvicinati, migliorando la resa produttiva e l'affidabilità sul campo.

  • Diffusione localizzata del calore: Per punti critici come processori o regolatori di potenza, piccoli pezzi di Foglio di grafite può essere applicato per distribuire il calore lateralmente, riducendo la temperatura di picco e migliorando la stabilità del componente.

  • Supporto strutturale e isolamento: Pannelli epossidici vengono utilizzati come rinforzi per PCB più grandi o come distanziatori isolanti per impedire il contatto tra il PCB e l'involucro metallico.

  • Smorzamento delle vibrazioni e sigillatura:Uso generale Schiuma o Schiuma Poron può essere utilizzato come imbottitura sotto le assi o come guarnizioni attorno ai connettori. Schiuma di silicone è ideale per creare una tenuta stagna contro le intemperie e la polvere tra l'alloggiamento principale e il suo coperchio, proteggendo l'elettronica interna da condizioni ambientali difficili.

Conclusione:

Il vero punto di forza del nostro portfolio risiede nell'applicazione sinergica di questi materiali per creare un sistema di protezione olistico. Collaborate con noi per integrare queste soluzioni di materiali avanzati e costruire la prossima generazione di infrastrutture di ricarica per veicoli elettrici più fresche, sicure e affidabili.