陶氏有机硅助力新能源汽车提升“三电”性能和质量

对于新能源汽车来说，电池、电机和电控无疑是最核心、最关键的三大部件，所以提高这类部件的性能早已是整个产业链的重点。日前，在“2021中国下一代汽车高质量发展论坛”会议上，全球领先的材料供应商陶氏展示了其在新能源汽车领域的独特解决方案——硅胶解决方案。

陶氏消费品解决方案汽车事业部技术服务开发工程师邹璐

陶氏消费品解决方案汽车事业部技术服务开发工程师邹路介绍，有机硅材料主链上有“硅-氧-硅”结构，侧链上有有机基团，因此兼具有机和无机材料的优点，如耐高低温(-45℃~200℃)，稳定性优异；柔韧减震；电绝缘；防水防潮；阻燃剂等。

“鉴于硅材料的独特性能，它已被广泛应用于电池组、电池管理系统、逆变器、变压器、车载充电器、电机等零部件，并能很好地满足新能源汽车客户的安全性、可靠性、轻量化和可修复性需求。”邹鲁说。

xEV用硅酮溶液；图片来源:陶氏

安全可靠的需求不难理解，硅胶材料的特性可以很好的满足。至于对轻量化的需求，邹鲁表示，材料的密度差不多，但在制作导热材料时，硅胶比其他材料能更好地与其他轻量化填料结合，更容易制作出轻量化材料。

另外，关于维修需求，邹鲁解释说，很多电池组和电控需要更多的使用或者深度维修，所以需要拆卸。非常坚硬的材料不容易拆卸和维修。硅胶材质比较软，可以用工具操作。

了解了有机硅材料的特性及其在新能源汽车中的具体应用后，陶氏作为全球领先的材料供应商，是如何利用有机硅材料提升新能源汽车的性能和品质的？邹鲁重点介绍了两种解决方案。第一类是硅胶导热产品，主要解决第三代新能源汽车散热需求痛点；第二类是xEV保护和组装产品。

硅胶导热产品

据了解，针对新能源汽车不同零部件对导热产品的应用需求，陶氏提出了不同的产品解决方案，如能散热填隙的导热填缝剂、能散热粘结的导热胶、能充分保护OBC汽车充电的导热灌封胶/凝胶、非常可靠安全的导热硅脂等。这些产品的导热系数从1 W到6.5 W不等，可以极大地满足不同零件对导热产品的性能要求。

图片来源:陶氏

“三到五年前，使用导热垫片非常普遍。近两年越来越多的使用填缝剂，因为后者具有接触热阻低、柔软可压缩、减振、可靠性高、易于自动化生产、可修复等特点。”邹鲁说。

据他介绍，陶氏也有多种产品。除了可以减少设备磨损的TC-5515 LT，陶氏今年还推出了多款导热填缝剂新产品，如TC-4551 CV，这是一款导热系数为5W，对有机硅中小分子挥发物控制更好的产品。可在150℃下长期安全可靠运行，适用于自动驾驶领域对导热系数要求较高的场合。另一种是TC-4060 GB，导热系数更高，在变压器高度集成的情况下达到6.5W，传统的4W无法满足其散热要求，而4060可以。

在邹璐看来，与传统导热垫片相比，导热填缝剂主要有以下三个性能:一是导热性能更好。以动力电池组件为例，目前大部分2W导热产品都能满足其需求，但随着高集成度的发展趋势，散热环境密度越来越高，会使用4W甚至6W导热填缝剂；其次，可靠性更高，导热密封胶材料在研发和生产中会进行综合评估，比如可靠性研究通常会持续3000小时；第三，自动化生产效率高，机械臂的定向涂胶代替了原来的人工逐件摆放对齐的程序，可以大大提高生产效率。

导热胶顾名思义，既能导热又能粘合，多用于电控中间。其粘接强度大多在2.6 (AI)到4.5 (AI)之间，属于中等强度粘接。其优点是应力低，不易开裂，可提供室温快速固化和加热两种解决方案。邹露表示，陶氏今年推出的新产品TC-2035 CV是一款导热系数为3.3W的胶粘剂，可在175℃下连续工作2000小时以上，安全可靠，得到了众多客户的充分验证。

新能源汽车的车载充电器(OBC)工作时会产生大量的热量。如果不加以保护，特别容易出现线圈过热、线圈腐蚀等问题。这时候就需要导热灌封胶来充分保护了。据邹璐介绍，陶氏导热灌封胶的导热系数覆盖0.5W~2.3W，粘度很低，可以填充1~4mm的空隙，起到很好的散热作用。“今年推出了一款产品CN-6015，其特点是导热系数1.5W，重量轻，常温自粘，150℃正常使用。”

导热硅脂主要用于IGBT模块。邹璐说，很多IGBT应用都有低能隙条件，所以不仅要关注热导率，还要关注界面热阻。陶氏导热硅脂还可以提供导热系数在0.9W~5.2W，甚至更高的产品。

除了现有的丰富产品线，邹鲁还强调，陶氏现在可以根据客户需求进行定制化的产品开发。“陶氏在这个领域最大的优势是，我们在张家港有中国上游的生产基地，在上海松江有下游的产品生产基地。同时，我们在上海设有业务和R&D中心，可以针对客户矩阵内的不同产品进行特色开发，实现本地R&D、本地供应、本地生产。”

xEV防护产品

硅酮材料除了是导热产品，在新能源汽车零部件的保护方面也很有用。

图片来源:陶氏

首先是密封应用。众所周知，为了保证动力电池的安全性，各大主机厂都对动力电池提出了全面而严格的安全标准和检测要求，即通过气密检测达到全寿命周期IP68标准。因此，为了实现电池组的密封性能，保护内部元器件防尘防雨，防水性能优异的硅胶材料可以对电池组、电子控制等元器件起到非常好的防水防潮效果。

其次是涂三防漆。在潮湿的条件下，如果不采取保护措施，电池管理系统(BMS)中的许多电路板会慢慢发生电化学腐蚀，从而极大地影响车辆的安全可靠运行。另外，随着智能化应用的深入渗透，当一些部件需要满足高低温下8~10年以上的使用要求时，就需要硅酮三防漆解决方案。

灌封化合物/凝胶在IGBT芯片中有非常重要的应用，可以起到防水、阻燃、减震和电绝缘的作用。另外，随着自动驾驶时代的逐步推进，对电磁屏蔽的需求也会更多。邹路介绍，在振动条件下，整车的小间隙特别容易产生漏磁，对整车的ADAS提出了很大的挑战。硅酮具有低模量、高延展性的特点，在振动条件下不易引起漏磁。目前，Dow公司开发的EC-6601导电胶已经非常经典地用于导电屏蔽。

总结:

总体而言，陶氏硅胶解决方案主要在热管理、保护和装配方面为新能源汽车赋能。然而，作为材料供应商，陶氏的努力远不止于此。邹璐说，现在越来越多的客户要求用电安全……tteries for新能源汽车，而陶氏也在收集各个方面的解决方案，从组件、电池、模块到包装，提供整车级的解决方案。

2020年7月1日，陶氏推出Mobility Science平台，旨在通过该平台全面提升客户体验，包括改善服务、加速创新、降低复杂性等。，为陶氏的客户和合作伙伴提供无缝体验，使客户能够更有效地获得陶氏丰富的产品和优势。对于新能源汽车来说，电池、电机和电控无疑是最核心、最关键的三大部件，所以提高这类部件的性能早已是整个产业链的重点。日前，在“2021中国下一代汽车高质量发展论坛”会议上，全球领先的材料供应商陶氏展示了其在新能源汽车领域的独特解决方案——硅胶解决方案。

陶氏消费品解决方案汽车事业部技术服务开发工程师邹璐

陶氏消费品解决方案汽车事业部技术服务开发工程师邹路介绍，有机硅材料主链上有“硅-氧-硅”结构，侧链上有有机基团，因此兼具有机和无机材料的优点，如耐高低温(-45℃~200℃)，稳定性优异；柔韧减震；电绝缘；防水防潮；阻燃剂等。

“鉴于硅材料的独特性能，它已被广泛应用于电池组、电池管理系统、逆变器、变压器、车载充电器、电机等零部件，并能很好地满足新能源汽车客户的安全性、可靠性、轻量化和可修复性需求。”邹鲁说。

xEV用硅酮溶液；图片来源:陶氏

安全可靠的需求不难理解，硅胶材料的特性可以很好的满足。至于对轻量化的需求，邹鲁表示，材料的密度差不多，但在制作导热材料时，硅胶比其他材料能更好地与其他轻量化填料结合，更容易制作出轻量化材料。

另外，关于维修需求，邹鲁解释说，很多电池组和电控需要更多的使用或者深度维修，所以需要拆卸。非常坚硬的材料不容易拆卸和维修。硅胶材质比较软，可以用工具操作。

了解了有机硅材料的特性及其在新能源汽车中的具体应用后，陶氏作为全球领先的材料供应商，是如何利用有机硅材料提升新能源汽车的性能和品质的？邹鲁重点介绍了两种解决方案。第一类是硅胶导热产品，主要解决第三代新能源汽车散热需求痛点；第二类是xEV保护和组装产品。

硅胶导热产品

据了解，针对新能源汽车不同零部件对导热产品的应用需求，陶氏提出了不同的产品解决方案，如能散热填隙的导热填缝剂、能散热粘结的导热胶、能充分保护OBC汽车充电的导热灌封胶/凝胶、非常可靠安全的导热硅脂等。这些产品的导热系数从1 W到6.5 W不等，可以极大地满足不同零件对导热产品的性能要求。

图片来源:陶氏

“三到五年前，使用导热垫片非常普遍。近两年越来越多的使用填缝剂，因为后者具有接触热阻低、柔软可压缩、减振、可靠性高、易于自动化生产、可修复等特点。”邹鲁说。

据他介绍，陶氏也有多种产品。除了可以减少设备磨损的TC-5515 LT，陶氏今年还推出了多款导热填缝剂新产品，如TC-4551 CV，这是一款导热系数为5W，对有机硅中小分子挥发物控制更好的产品。可在150℃下长期安全可靠运行，适用于自动驾驶领域对导热系数要求较高的场合。另一种是TC-4060 GB，导热系数更高，在变压器高度集成的情况下达到6.5W，传统的4W无法满足其散热要求，而4060可以。

在邹璐看来，与传统导热垫片相比，导热填缝剂主要有以下三个性能:一是导热性能更好。以动力电池组件为例，目前大部分2W导热产品都能满足其需求，但随着高集成度的发展趋势，散热环境密度越来越高，会使用4W甚至6W导热填缝剂；其次，可靠性更高，导热密封胶材料在研发和生产中会进行综合评估，比如可靠性研究通常会持续3000小时；第三，自动化生产效率高，机械臂的定向涂胶代替了原来的人工逐件摆放对齐的程序，可以大大提高生产效率。

导热胶顾名思义，既能导热又能粘合，多用于电控中间。其粘接强度大多在2.6 (AI)到4.5 (AI)之间，属于中等强度粘接。其优点是应力低，不易开裂，可提供室温快速固化和加热两种解决方案。邹露表示，陶氏今年推出的新产品TC-2035 CV是一款导热系数为3.3W的胶粘剂，可在175℃连续工作2000小时以上，安全可靠，得到了众多客户的充分验证。

新能源汽车的车载充电器(OBC)工作时会产生大量的热量。如果不加以保护，特别容易出现线圈过热、线圈腐蚀等问题。这时候就需要导热灌封胶来充分保护了。据邹璐介绍，陶氏导热灌封胶的导热系数覆盖0.5W~2.3W，粘度很低，可以填充1~4mm的空隙，起到很好的散热作用。“今年推出了一款产品CN-6015，其特点是导热系数1.5W，重量轻，常温自粘，150℃正常使用。”

导热硅脂主要用于IGBT模块。邹璐说，很多IGBT应用都有低能隙条件，所以不仅要关注热导率，还要关注界面热阻。陶氏导热硅脂还可以提供导热系数在0.9W~5.2W，甚至更高的产品。

除了现有的丰富产品线，邹鲁还强调，陶氏现在可以根据客户需求进行定制化的产品开发。“陶氏在这个领域最大的优势是，我们在张家港有中国上游的生产基地，在上海松江有下游的产品生产基地。同时，我们在上海设有业务和R&D中心，可以针对客户矩阵内的不同产品进行特色开发，实现本地R&D、本地供应、本地生产。”

xEV防护产品

硅酮材料除了是导热产品，在新能源汽车零部件的保护方面也很有用。

图片来源:陶氏

首先是密封应用。众所周知，为了保证动力电池的安全性，各大主机厂都对动力电池提出了全面而严格的安全标准和检测要求，即通过气密检测达到全寿命周期IP68标准。因此，为了实现电池组的密封性能，保护内部元器件防尘防雨，防水性能优异的硅胶材料可以对电池组、电子控制等元器件起到非常好的防水防潮效果。

其次是涂三防漆。在潮湿的条件下，如果不采取保护措施，电池管理系统(BMS)中的许多电路板会慢慢发生电化学腐蚀，从而极大地影响车辆的安全可靠运行。另外，随着智能化应用的深入渗透，当一些部件需要满足高低温下8~10年以上的使用要求时，就需要硅酮三防漆解决方案。

灌封化合物/凝胶在IGBT芯片中有非常重要的应用，可以起到防水、阻燃、减震和电绝缘的作用。另外，随着自动驾驶时代的逐步推进，对电磁屏蔽的需求也会更多。邹路介绍，在振动条件下，整车的小间隙特别容易产生漏磁，对整车的ADAS提出了很大的挑战。硅酮具有低模量、高延展性的特点，在振动条件下不易引起漏磁。目前，Dow公司开发的EC-6601导电胶已经非常经典地用于导电屏蔽。

总结:

总体而言，陶氏硅胶解决方案主要在热管理、保护和装配方面为新能源汽车赋能。然而，作为材料供应商，陶氏的努力远不止于此。邹璐说，现在越来越多的客户要求用电安全……tteries for新能源汽车，而陶氏也在收集各个方面的解决方案，从组件、电池、模块到包装，提供整车级的解决方案。

2020年7月1日，陶氏推出Mobility Science平台，旨在通过该平台全面提升客户体验，包括改善服务、加速创新、降低复杂性等。，为陶氏的客户和合作伙伴提供无缝体验，使客户能够更有效地获得陶氏丰富的产品和优势。

标签：

汽车资讯热门资讯