IDTechEx analiza los materiales de interfaz térmica que rompen el statu quo a medida que evolucionan las baterías de vehículos eléctricos
Material de interfaz térmica (TIM) juega un papel importante en la electrónica de potencia, procesadores informáticos, sensores y dispositivos de almacenamiento de energía. Los TIM son los materiales utilizados para llenar el vacío entre las fuentes de calor y los disipadores de calor para mejorar la transferencia de calor. Los TIM vienen en una variedad de formas, que incluyen almohadillas de separación, grasas térmicas, adhesivos termoconductores y materiales de cambio de fase. La forma varía significativamente según las áreas de aplicación objetivo, el costo y la facilidad de implementación masiva. Con la demanda de energía y la generación de calor en constante aumento para muchas industrias emergentes, como centros de datos, 5G y sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS), los TIM están experimentando un rápido crecimiento y evolución, lo que genera importantes oportunidades de mercado y un enorme potencial para cada uno. de las industrias objetivo.
Los vehículos eléctricos (EV) son un mercado de rápido crecimiento; IDTechEx prevé que los mercados de vehículos eléctricos por tierra, mar y aire generarán 2,6 billones de dólares estadounidenses para 2042 con una tasa de crecimiento anual de dos dígitos. La batería es sin duda uno de los componentes más importantes de un EV. Junto con la rápida adopción de los vehículos eléctricos, también existe una tendencia hacia una mayor densidad de potencia, una mayor capacidad de la batería y una carga más rápida.
Los TCA tienen el crecimiento más rápido, pero los gap fillers conservan su posición dominante durante los próximos diez años. Fuente: IDTechEx - " Materiales de interfaz térmica 2023-2033: tecnologías, mercados y oportunidades ".
Las formas de TIM más utilizadas en la industria de las baterías de vehículos eléctricos incluyen almohadillas de separación, rellenos de separación y adhesivos termoconductores (TCA). No existe una solución "única para todos" cuando se trata de la forma TIM y, en última instancia, la elección está sujeta a la configuración del diseño de la batería. Gap filler es, con mucho, el TIM más adoptado para baterías EV en esta etapa, gracias a su capacidad superior para dispensarse de manera eficiente en grandes volúmenes. Sin embargo, con el fin de aumentar la densidad de energía y lograr un mayor alcance, las baterías EV han ido cambiando de diseños modulares a diseños de celda a paquete. Se espera que este cambio tenga un impacto profundo en la adopción de TIM. Los diseños de baterías modulares consisten en múltiples módulos de baterías individuales conectados para formar un paquete de baterías. Cada módulo tiene una carcasa separada y requiere un TIM separado para transferir calor de la celda al sistema de enfriamiento. Por el contrario, el diseño de celda a paquete combina las celdas de la batería en un solo módulo de batería grande, lo que elimina la necesidad de carcasas de módulos y TIM separados.
Esta transición de batería reduce el uso de TIM por vehículo, ya que hay menos interfaces térmicas entre las celdas y la placa de enfriamiento. La eliminación de las carcasas de los módulos significa que las células pueden contactar directamente con la placa de refrigeración, cambiando así los requisitos de rendimiento del TIM. El TIM debe transferir el calor de manera eficiente para evitar puntos calientes, además de presentar una buena compatibilidad de materiales con la placa fría. Como los TIM se colocan directamente entre las celdas y la placa fría, se necesita una mayor adhesión de los TIM para unir las celdas y las placas frías. Por lo tanto, IDTechEx pronostica que los adhesivos termoconductores se adoptarán cada vez más gracias a esta transición en el diseño de la batería y, para 2020, se espera que el tamaño del mercado de TCA dentro de la industria de vehículos eléctricos se multiplique por 15. Materiales de Interfaz Térmica 2023-2033: Tecnologías, Mercados y Oportunidades ".
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