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在EV加热应用中使用厚膜材料 可提供加热精度和设计灵活性

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时间:1900/1/1 0:00:00

据国外媒体报道,厚膜技术已经广泛应用于汽车行业,可以满足高可靠性电路、具有挑战性的传感器应用和强大的无源元件的需求。随着电动汽车和电池管理系统的发展,厚膜材料的需求再次扩大。

(来源:贺利氏)

电动汽车和内燃机汽车(ICE)的一个主要区别是产生的废热。ICE车辆已经将废热用于许多目的,包括车内加热。而电动汽车必须使用主动加热系统,因为电池系统产生的余热不足以满足驾驶室的舒适性要求。此外,在电池组启动、运行和充电时,电池管理系统需要有效地控制温度,这对于在较冷气候下使用电动汽车尤为必要。

厚膜技术可以提供加热精度、可重复性、设计灵活性和功率处理能力,并满足空间限制,非常适合这种应用。加热器是一个非常简单的电路,具有受控的电阻,可以在给定的功率输入下输出所需的温度。根据所选择的材料,厚膜加热器可以是自限制的,或者根据控制系统的要求设计成具有高或低的电阻温度系数。厚膜加热器可以安装在多种基底上,工作温度范围从零下到700摄氏度以上,几乎不需要电源。

最常见的厚膜加热器使用不锈钢基板,但也可以使用聚合物基板、玻璃、氧化物和氮化物基陶瓷和铝材料系统。在过去的几年中,基于不锈钢基底的加热器由于其高可靠性、更长的使用寿命、温度循环和功率处理能力而被广泛使用,例如在电动车辆中,用于电池管理系统和用于提高车厢的舒适性。用于车辆加热应用的现有技术是正导热系数(PTC)加热器。然而,厚膜加热器即使在小空间中也可以处理高功率密度,这比传统的PTC块高得多。厚膜加热器也可以在比PTC高得多的温度下工作,因为PTC材料在高温下工作会失去自控功能,甚至退化。

贺利氏厚膜加热器材料,通过绝缘体、导体、电阻器和保护层系统,提供了能够满足这些条件的解决方案。包括最近发布的突破性产品SD1020,专门解决了现有厚膜与不锈钢基板热膨胀系数(CTE)不匹配的问题,从而提高长期可靠性。SD1020是适用于300和400系列不锈钢的单一厚膜浆料。

随着电动汽车的发展,供应商正在不断突破成本、效率和电池续航里程的界限,以取得进一步的成功。因此,对于加热器技术,可能需要比不锈钢更轻且具有更好导热性的基底,例如铝。这也给创新解决方案带来了新的挑战。首先,不锈钢和铝厚膜的加工温度明显不同(分别为850°C和550-575°C),因此必须考虑系统限制。为了在两种衬底类型之间提供相似的加热器特性,每个系统的设计规则是非常不同的。目前使用直流电的概念越来越清晰,这就需要对厚膜加热器技术有深入的了解。随着电压的提高,设计能力需要提高。

在这些方面,贺利氏在材料工艺方面有专长,有重要的原型资源,有助于快速实现商业设计。据国外媒体报道,厚膜技术已经广泛应用于汽车行业,可以满足高可靠性电路、具有挑战性的传感器应用和强大的无源元件的需求。随着电动汽车和电池管理系统的发展,厚膜材料的需求再次扩大。

(来源:贺利氏)

电动汽车和内燃机汽车(ICE)的一个主要区别是产生的废热。ICE车辆已经将废热用于许多目的,包括车内加热。然而,电气……ic车辆必须使用主动加热系统,因为电池系统产生的废热不足以满足驾驶室的舒适性要求。此外,在电池组启动、运行和充电时,电池管理系统需要有效地控制温度,这对于在较冷气候下使用电动汽车尤为必要。

厚膜技术可以提供加热精度、可重复性、设计灵活性和功率处理能力,并满足空间限制,非常适合这种应用。加热器是一个非常简单的电路,具有受控的电阻,可以在给定的功率输入下输出所需的温度。根据所选择的材料,厚膜加热器可以是自限制的,或者根据控制系统的要求设计成具有高或低的电阻温度系数。厚膜加热器可以安装在多种基底上,工作温度范围从零下到700摄氏度以上,几乎不需要电源。

最常见的厚膜加热器使用不锈钢基板,但也可以使用聚合物基板、玻璃、氧化物和氮化物基陶瓷和铝材料系统。在过去的几年中,基于不锈钢基底的加热器由于其高可靠性、更长的使用寿命、温度循环和功率处理能力而被广泛使用,例如在电动车辆中,用于电池管理系统和用于提高车厢的舒适性。用于车辆加热应用的现有技术是正导热系数(PTC)加热器。然而,厚膜加热器即使在小空间中也可以处理高功率密度,这比传统的PTC块高得多。厚膜加热器也可以在比PTC高得多的温度下工作,因为PTC材料在高温下工作会失去自控功能,甚至退化。

贺利氏厚膜加热器材料,通过绝缘体、导体、电阻器和保护层系统,提供了能够满足这些条件的解决方案。包括最近发布的突破性产品SD1020,专门解决了现有厚膜与不锈钢基板热膨胀系数(CTE)不匹配的问题,从而提高长期可靠性。SD1020是适用于300和400系列不锈钢的单一厚膜浆料。

随着电动汽车的发展,供应商正在不断突破成本、效率和电池续航里程的界限,以取得进一步的成功。因此,对于加热器技术,可能需要比不锈钢更轻且具有更好导热性的基底,例如铝。这也给创新解决方案带来了新的挑战。首先,不锈钢和铝厚膜的加工温度明显不同(分别为850°C和550-575°C),因此必须考虑系统限制。为了在两种衬底类型之间提供相似的加热器特性,每个系统的设计规则是非常不同的。目前使用直流电的概念越来越清晰,这就需要对厚膜加热器技术有深入的了解。随着电压的提高,设计能力需要提高。

在这些方面,贺利氏在材料工艺方面有专长,有重要的原型资源,有助于快速实现商业设计。

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