为什么热粘合剂对电动汽车热管理很重要？

热粘合剂通过保持热导性和机械稳定性，确保电动汽车系统安全高效运行。本文讨论了热胶在关键电动汽车零部件中的重要作用，如锂离子电池牵引包，重点介绍其在关键位置的位置，并回顾了各种设计实现。报告还探讨了热粘合剂如何防止包括电动机和再生制动在内的其他电动车系统过热。

传统胶粘剂通常可提供约0.3瓦每米开尔文（W/m.K）的热导率。然而，专用热胶可实现1 W/m.K至5 W/m.K（特定应用甚至更高），从而促进电池单元向冷却回路、散热器和热交换器的高效热传递。

这些胶水有多种形式，包括液体、膏状、凝胶、胶带和垫状。尽管制造商使用多种类型的热粘合剂，但基于硅胶、环氧树脂、丙烯酸和聚氨酯的溶液在电动汽车电池中尤为常见（见图1）。 

图1。电动车电池模块的扩展视图，展示了冷却系统、电池单元和热粘合剂。 （图片来源：DeepMaterial Technologies)

例如，硅胶能耐高温，提供可靠的热导性和柔性结合，以适应电池组部件的膨胀和收缩。环氧树脂具有固体结合性和高导热率。它是电动汽车电池应用的热门选择，这些应用需要耐用且耐热的连接，以保持结构完整性并实施有效的热管理。

丙烯酸固化时间比环氧树脂更快，支持需要快速组装和机械强度与热导率最佳平衡的粘性电动车电池应用场景。聚氨酯以其耐用性和柔韧性著称，在热循环过程中可靠地保持粘结，保护敏感的电池电子设备和接口。  

值得注意的是，热胶对电池组的结构完整性、密封性和介电隔离有显著贡献，这些部件持续暴露在振动、冲击和其他机械应力下。 它们牢牢地将电池单元粘合在一起，防止移动、错位和过度热膨胀，避免物理劣化、永久性损伤甚至火灾。

制造商会有策略地在锂离子电池牵引组的关键区域涂抹热热胶，包括：

• 电池壳：热粘合剂置于电池电池之间，确保最佳的热接触和热分布。它们还通过建立坚固的结合力并均匀分布机械应力，增强结构完整性。

• 冷却板：热胶对于热传递和散热至关重要，它促进了电池模块——或单个电池——与冷却板的粘合。它们还能改善各部件之间的热界面接触。

• 围栏：热热胶建立了坚固且牢固的结合，以承受机械应力和恶劣环境条件。此外，它们为电动汽车电池提供防潮密封，保护敏感电子元件免受湿度和温度波动的影响。

• 辅助组件：热粘合剂用于固定电动汽车电池散热器、导热垫和传感器，提供导热性和部件间的隔膜层。

热粘合剂在各种电动汽车电池设计中至关重要，如电池模块组（CMP）、电池对电池组（CTP）和电池对机箱（CTC）。在CMP配置中，电池单元与热粘合剂及其他材料集成，形成高效传热到冷却板的模块。这些胶粘剂应用于电池单元和模块外壳内部及之间，显著提升热散逸性能并增强结构韧性。 

CTP设计使用热粘合剂将电池单体与冷却板粘合，简化锂离子牵引组的组装，增强能量密度，同时确保最佳热管理。最后，CTC实现（见图2）通过热粘合剂将电池单元直接粘接到车辆底盘上，减少部件数量、重量和成本，同时提升热效率和结构刚性。 

图2。CTC配置图示，单个电池单元直接集成于电动车底盘中，以增强结构支撑和热效率。（图片来源：BatteryTechOnline)

多种类型的热粘合剂在电动汽车中广泛应用。例如，环氧基热粘合剂能将电动车的关键部件如磁铁与转子和定子结合，减少涡流并最大限度地减少效率损失。 

硅基热粘合剂通过高效的绝缘和高导热率，帮助维持电力电子设备中的最佳工作温度和信号完整性。聚氨酯基热粘合剂具有弹性和耐用性，能吸收振动并抵抗面板和悬挂系统的磨损。

丙烯酸基热粘合剂为先进驾驶辅助系统（ADAS）传感器、连接器、导热垫和电子控制单元（ECU）建立强固的粘合。它们在动力系统、传动系统和再生制动系统等系统中也至关重要。在动力传动系统和传动系统中，丙烯酸基热胶促进散热，同时确保部件牢固结合——降低高应力下错位和机械故障的风险。

同样，这些胶水保护敏感的再生制动系统部件，包括传感器和电子电路，在高热能回收时保持最佳温度范围。 

丙烯酸热热胶有效提升表面间的热传导。它们应用于电动汽车热管理系统（TMS）、供暖、通风、空调（HVAC）设备、车载充电器和直流对直流转换器。这些胶粘剂建立了可靠的结合，抵抗极端温度周期，并凭借其固有的电气绝缘特性帮助防止短路。

汽车和电池制造商持续改进现有的热粘合剂并开发新的化学配方。杜邦公司与奥迪合作，最近推出了一款用于奥迪e-tron SUV的新型聚氨酯热胶。该热胶促进电池与散热器之间的高效双向热传递，即使在快速150千瓦充电时，也能保持最佳的77°F（25°C）电池温度。 

与此同时，Permabond的双组分胶（图3）形成泡沫结构，填充电池组内所有空间。 该热胶产生致密导电层，有效将热量导向冷却板。除了降低热失控风险外，这种双组分胶还简化了拆解并提高了回收率。

图3。电动车电池模块的横切面图，展示了Permabond轻质膨胀泡沫胶填补电池单元与冷却板之间的缝隙。 （图片来源：e-Motec)

热粘合剂通过保持关键车辆系统的热导率和机械稳定性，帮助电动汽车安全高效运行。这些胶水有多种形式，从液体、膏状、凝胶到胶带和垫状。基于硅胶、环氧树脂、丙烯酸和聚氨酯的热粘合剂溶液在电动汽车电池及其他关键部件中尤为常见，如电动机、动力系统、传动系统和TMS。