德特威勒技术创新为电池系统进步注入活力

技术文章 | June 12, 2023

文章带您了解德特威勒的材料和部件能够如何助力改变电池性能,让新能源车更加适应未来。

从轻型乘用车到重型卡车,汽车行业的每一个细分领域都在经历着根本性的转型;动力总成的每个部分都被重新设计和重新开发,以适应从化石燃料到电力驱动的重要转变。

当然,为了使这一转变取得成功,开发的重点集中在电池。它的功率、容量、充电速度、尺寸、重量和安全性都是影响车辆整体性能的关键,因此各个公司都对电池系统的发展给予了极大的关注。

作为全球领先的弹性体密封件的制造商,德特威勒明白弹性体部件在电池系统中的重要作用,也很了解它们是如何对电池性能、寿命和安全性产生重大影响的。我们的全球专家团队正在不断开发新的解决方案,以应对新一代锂离子 (Li-ion) 电池的挑战 – 以下是我们提供的一部分电池系统解决方案的介绍。

热界面材料 (TIM)

热管理方案是车用锂电池的主要挑战之一。锂电池因其相对较高的功率和能量密度而被用于电动车,这些优势对制造商有着很大的吸引力。然而,锂电池也有一定的缺点,如存在热失控的风险,以及部件性能会在较高温度以及电解液的影响下出现衰退。出于安全性和耐久性的考虑,如何确保电池系统始终在一定的温度范围内工作是一个至关重要的问题,而热界面材料可以帮助解决这个问题。

热界面材料是由具有高导热性的弹性体材料制成的,旨在通过降低接触热阻来有效地疏散来自锂电池的热量。这些独特的材料以传统橡胶垫的形式置于电芯、模组和冷板之间,可以影响到电池性能的各个方面,包括高倍率的充放电、控制电池的温度和防止热失控等。

现在,电池和新能源车制造商对热界面材料有着相当大的兴趣,大家热衷于使用这一最新技术来提高电池系统的性能和安全性。我们能够提供各种尺寸和厚度,且具有轻量化特点的热界面材料来帮助客户实现更有效的电池系统热管理。目前我们可以随时根据大家的需求提供样品。

主要特性

  • 低密度和薄片层改善轻量化

  • 导热系数,自主材料开发可调节

  • 电绝缘特性

  • 具有减震、吸收公差作用对电池形成保护

主要功能

有助于电芯和模组与液冷板之间的热传递:

  • 以保证合理的工作温度范围

  • 提高电池寿命

  • 预防热扩散

电磁干扰 (EMI) 屏蔽

电动车辆的另一个挑战是电磁干扰。电动车辆中的电池系统、电动马达和充电系统会对电子元件产生强烈的电磁干扰,影响车辆性能。随着越来越多的电子元件和传感器被用在车辆中,特别是随着高级驾驶辅助系统 (ADAS) 的发展,抑制这些电磁波的干扰变得尤为重要。一个解决方案就是使用 ETEMI材料制成的密封件,也就是既能导电、导热,又能屏蔽电磁干扰 (EMI) 的材料。

德特威勒开发的这些独特的材料,可提供高效的 EMI 屏蔽作用,阻挡电磁波,从而保护电动车辆的敏感电子系统不受干扰。这种材料可用于一系列部件,如密封垫、传感器密封件和热界面材料,在提供 EMI 保护的同时,还能提供一流的密封性能。

 

应对未来的挑战

具有热管理和 EMI 屏蔽功能的弹性体材料开发只是下一代电池系统开发过程中面临的两个挑战。随着电池系统的化学成分的不断变化,弹性体的耐化学性也需要有相应的变化,因此材料配方一直需要调整。鉴于电池系统的重要性,德特威勒一直在努力优先开发市场迫切所需的可应用于电池系统的新材料和新部件。

德特威勒在电池应用方面一个重要的开发项目是电池包的可折叠密封衬垫,它采用先进的弹性体材料,可根据客户需求决定是否搭配金属薄片,它能够为电池系统提供非常可靠的密封解决方案,由于尺寸精确,它在装配过程中可以实现精准而快速的自动化安装。采用这种密封垫的电池包易于打开,从而为电池包内部部件的维修以及与可持续发展相关的回收利用提供便利,同时密封衬垫的可折叠性也为部件的运输提供了方便。

可折叠密封衬垫使电池包易于打开且便于运输

展望更远的未来,我们也在为电池系统其他更前沿的技术路线提供更多解决方案。目前浸液式冷却是电池热管理系统的一个发展趋势,它可以降低日渐攀升的电池系统的温度。德特威勒正在开发能够耐受新的冷却剂化学成分的密封材料。

与电池系统发展相关的另一个有趣领域是电池监测解决方案。伴随着电池系统的日益进步,安全法规变得更加严格,这就带来许多新的电池监测方面的挑战。我们正在开发能够应对这些挑战的新部件和材料。

德特威勒电池系统解决方案概览
  1. 电池包密封 (可折叠密封衬垫)

  2. 安全阀密封

  3. 电器连接器密封

  4. 冷却管路连接器密封

  5. 电芯密封件

  6. 缓冲垫

  7. 热失控保护片

  8. 电芯监控传感器

  9. 热界面材料

德特威勒在开发新的解决方案时的核心竞争力在于我们能将深厚的专业知识、材料知识和与客户联合开发的能力结合起来。

通过深入了解您所面对的应用问题和挑战,我们会不遗余力地为您开发理想的解决方案,进而为汽车行业的可持续发展而努力。

Author

Andreas Proksch

德特威勒移动出行产品经理

Amir Yazdani

德特威勒前沿技术开发经理

移动出行

德特威勒移动出行业务单元