Materialien für Elektrofahrzeug-Batterien und Energiespeicher
Auf das Batteriesystem abgestimmte thermische Materialien
Regelung von Wärme, Spaltabweichungen, elektrischer Isolierung, Vibrationen und Produktionswiederholbarkeit – von Zellmodulen und Kühlplatten bis hin zu BMS-Elektronik, Wechselrichtern und stationären Speichergehäusen.
Wo das Material zum Einsatz kommt
Jede Schnittstelle innerhalb des Batteriesystems abbilden
Ein Akku verfügt nicht über eine einzige thermische Schnittstelle. In verschiedenen Bereichen können Wärmeübertragung, Wärmeisolierung, elektrische Isolierung, Verbindung oder Schutz vor Umwelteinflüssen erforderlich sein.
Zelle und Modul zur Kühlplatte
Überbrücken Sie großflächige, toleranzempfindliche Lücken und stellen Sie dabei den Kontakt sicher, ohne Zellen, Schweißnähte, Befestigungselemente oder Kühlkomponenten übermäßig zu belasten.
Entdecken Sie Lösungen zur Überbrückung von Batterielücken →
BMS-Platinen, Sensoren und Steckverbinder
Die Wärmeentwicklung der lokalen Komponenten muss geregelt werden, wobei der dielektrische Abstand, eine geringe Montagebelastung sowie der Schutz vor Feuchtigkeit und Vibrationen gewährleistet bleiben müssen.
Lesen Sie den Leitfaden zu BMS-Wärmeleitpads →
Wechselrichter, Umrichter und Bordladegeräte
Reduzieren Sie den Übergangswiderstand an MOSFETs, IGBTs und Leistungsmodulen unter Berücksichtigung von Spannung, Klemmkraft und Temperaturwechselbeanspruchung.
Siehe den IGBT-Materialleitfaden →Materialfamilien
Wähle zuerst die Funktion, dann die Chemie
Beginnen Sie damit, was die Schnittstelle im fertigen Baugruppe leisten muss, und vergleichen Sie anschließend Format, Modul, Dicke, Aushärtung, Isolierung und Langzeitstabilität.
Verzichtbare Lückenfüller
Passt sich großen Flächen, variablen Spalten und komplexen Oberflächen mit geringer Montagebelastung an.
- Automatische oder manuelle Ausgabe
- Kontrollierte Perle und Volumen
- Weichausgehärteter oder nicht aushärtender Kontakt
Wärmeleitpads
Gewährleistung einer definierten Dicke, einer sauberen Platzierung und einer wiederholbaren Stanzgeometrie für Module und Elektronik.
- Blech, Rolle oder Sonderform
- Druckgesteuerter Kontakt
- Optionen für die dielektrische Isolierung
Wärmedämmplatten
Verlangsamen Sie unerwünschte Wärmeübertragung und schützen Sie benachbarte Zellen, Sensoren, Kunststoffe oder Gehäusestrukturen.
- Wärmebarrierefunktion
- Elektrische Abstände
- Maßgeschneiderter, gestanzter Schutz
Wärmeleitende Klebstoffe
Kombinieren Sie einen definierten Wärmepfad mit einer strukturellen Befestigung, wenn mechanische Befestigungselemente ungeeignet sind.
- Verklebung und Wärmeübertragung
- 1K- oder 2K-Aushärtungsoptionen
- Vibrationsbeständige Baugruppe
Verguss und Verkapselung
Schützen Sie die empfindliche Elektronik der Batterie vor Feuchtigkeit, Verunreinigungen, Stößen und elektrischer Einwirkung.
- Vollständige oder selektive Befüllung
- Thermisches und dielektrisches Gleichgewicht
- Aushärtung und Steuerung der Exothermie
Silikonfreie Schnittstellen
Geeignet für Baugruppen, bei denen Siloxanmigration, optische Verunreinigungen oder nachgelagerte Verklebungen ein Problem darstellen.
- Anforderungen an den sauberen Kontakt
- Pad oder Einwegformat
- Kompatibilitätsprüfung
Formatvergleich
Das Materialformat an die tatsächliche Benutzeroberfläche anpassen
Der beste Kandidat ist derjenige, der bei der endgültigen Klebstoffschichtdicke, dem Anpressdruck und den Produktionsbedingungen funktioniert – und nicht derjenige, der für sich genommen den höchsten Leitfähigkeitswert aufweist.
| Materialformat | Optimale Batterieschnittstelle | Hauptvorteil | Konstruktionsaspekte |
|---|---|---|---|
| Flüssiger Spaltfüller | Modul oder Zellenanordnung an Kühlplatte; variable großflächige Spalte | Hervorragende Passgenauigkeit und skalierbare Dosierung | Perlgeometrie, Aushärtung, Absacken, Hohlräume und Gebrauchstauglichkeit |
| Wärmeleitpad | BMS-Komponenten, Elektronikgehäuse und kontrollierte Modulabstände | Vorgeschriebene Dicke und saubere Verlegung | Druckkraft, Stanztoleranz und Druckverformungsrest |
| Thermisches Schmierfett | Dünne, flache und geklemmte Schnittstellen für die Leistungselektronik | Sehr niedrige Haftgrenze und starke Benetzung | Auspumpen, Migration, Anwendungsvolumen und Nachbearbeitung |
| Thermokleber | Kühlplatte, Sensor, Sammelschiene oder Leistungskomponente, die befestigt werden muss | Verkleben und Wärmeübertragung in einem Schritt | Aushärtungsprofil, Elastizitätsmodul, Festigkeit und Entformungsstrategie |
| Vergussmasse | BMS-Platinen, Steckverbinder, Akkupack-Steuermodule und geschützte Gehäuse | Umgebungs- und dielektrischer Schutz | Exotherm, Masse, Reparatur, Belastung und vollständige Aushärtung |
| Isolierunterlage | Zwischen Zellen, Gefahrenzonen und sensiblen Strukturen | Kontrollierte Wärmeabschirmung und elektrische Trennung | Wärmeeinwirkungsrichtung, Flammenziel, Dicke und Kantengeometrie |
Auswahlprozess
Erstellen Sie das Materialkonzept in fünf Schritten
Ein aussagekräftiges technisches Datenblatt stellt den Zusammenhang zwischen dem physikalischen Aufbau und den messbaren thermischen, elektrischen, mechanischen und fertigungstechnischen Anforderungen her.
Den Wärmepfad definieren
Bestimmen Sie die Wärmequelle, die zu kühlende Struktur, die Kontaktfläche, das Leistungsprofil und den zulässigen Temperaturanstieg.
Den Abstand messen
Erfassen Sie die minimalen, Nenn- und maximalen Montageabstände, einschließlich Ebenheit und Toleranzsumme.
Belastungsgrenzen festlegen
Die Grenzwerte für Zellen, Leiterplatten, Schweißnähte und Gehäuse in zulässigen Druckwerten oder Aushärtungsmodulen ausdrücken.
Wählen Sie den Prozess aus
Klären Sie die Platzierung der Pads, die Dosiergeräte, die Verarbeitungszeit, die Aushärtung sowie die Erwartungen hinsichtlich der Prüfung und Nachbearbeitung.
Zuverlässigkeit überprüfen
Prüfen Sie die Endprodukte durch Temperaturwechselbeanspruchung, Vibrationstests, Alterungstests, dielektrische Prüfungen und Umweltbelastungsprüfungen.
Technische Variablen
Was sollte vor der Probenahme festgelegt werden?
Die Auswahl des Batteriematerials fällt leichter, wenn die Testprobe die endgültige Geometrie, den Druck und den Prozess widerspiegelt. Geben Sie einen Bereich an, wenn das Design noch nicht endgültig feststeht.
Die Leistung wird durch die zusammengestellte Batterieschnittstelle bestimmt – und nicht durch einen einzelnen Wert aus dem Datenblatt.Thermisches Ziel
Wärmebelastung, Temperaturgrenze, thermische Impedanz oder zulässiger Temperaturabfall an der Schnittstelle bei dem tatsächlichen Betriebsprofil.
Spalt und Kontaktfläche
Mindest-, Nenn- und Maximalabstand, Schnittstellenabmessungen, Oberflächenbeschaffenheit, Ebenheit und Toleranzverteilung.
Druck und Elastizitätsmodul
Verfügbare Spannkraft, Belastungsgrenze der Zelle, Zerbrechlichkeit der Bauteile, Kompressionsverhältnis und zu erwartende Maßänderungen.
Elektrische Isolierung
Betriebsspannung, Durchschlagfestigkeit, Kriech- und Luftstrecken, leitende Kanten, Sammelschienen und Erdungsstrategie.
Umwelt und Zuverlässigkeit
Temperaturwechsel, Vibration, Feuchtigkeit, Einwirkung von Kühlmitteln oder Chemikalien, Anforderungen an die Flammfestigkeit und Lebensdauer.
Herstellungsprozess
Manuelle oder automatisierte Bestückung, Dosierrate, Viskosität, Verarbeitungszeit, Aushärtungsprofil, Taktzeit, Prüfung und Reparatur.
Fehlervermeidung
Konstruktion unter Berücksichtigung der Risiken, die nach der Montage auftreten
Frühe Prototypen kühlen zwar möglicherweise gut, versagen aber dennoch nach Zyklusbelastung, Vibration oder Abweichungen in der Serienfertigung. Für jedes Risiko ist eine überprüfbare Kontrollmaßnahme erforderlich.
Übermäßige Belastung der Zellen oder der Platine
Ein zu festes oder zu stark komprimiertes Polster kann Kräfte auf Zellen, Lötstellen und Gehäuse übertragen.
Kompressionsrichtlinien überprüfen →Kontaktabbruch nach dem Radfahren
Druckverformungsrest, Auspumpen, Rissbildung oder Maßänderungen können den Übergangswiderstand im Laufe der Zeit erhöhen.
Siehe häufige Ausfallarten von Bremsbelägen →Unzureichende dielektrische Sicherheitsreserve
Die Messwerte für das dielektrische Durchschnittsvolumen ersetzen nicht die Überprüfung der Schnittkanten, Hohlräume, Dickenschwankungen und der endgültigen Kriechweggeometrie.
Lesen Sie den Leitfaden zur Isolierung →Lücken oder ungleichmäßige Dosierung
Die Form der Tropfen, die Tröpfchengröße, die Viskosität, die Benetzung des Substrats und die Aushärtungsbedingungen können zu lokalen thermischen Diskontinuitäten führen.
Das Verhalten von Thermogel verstehen →Migration oder Kontamination
Silikonempfindliche Kontakte, Optiken, Beschichtungen oder nachgelagerte Verbindungen erfordern unter Umständen einen silikonfreien Ansatz.
Vergleichen Sie silikonfreie Alternativen →Stress abbauen und exotherme Reaktionen beim Eintopfen
Große Vergussmengen können Wärme und Schrumpfspannungen im Bereich von Zellen, Leiterplatten, Steckverbindern und empfindlichen Bauteilen verursachen.
Ein Pflanzsystem planen →Batterieplattformen
Unterschiedliche Architekturen führen zu unterschiedlichen Materialprioritäten
Zellformat, Kühlverfahren, Pack-Aufbau, Leistungsdichte und Betriebsumgebung beeinflussen das ideale Gleichgewicht zwischen Weichheit, Leitfähigkeit und Prozesssteuerung.
Batteriepacks für Elektro-Pkw
- Großflächiger Kontakt zur Kühlplatte
- Spannungsarmes und auf Crashsicherheit ausgelegtes Design
- Temperaturwechsel und Vibration
Stationäre Energiespeichersysteme
- Lange wartungsfreie Lebensdauer
- Schutz von Modulen und Gehäusen
- Ziele in Bezug auf Brand, Feuchtigkeit und Alterung
Schnellladegeräte und Stromumwandlung
- Wärmeübertragung bei IGBTs und MOSFETs
- Steuerung des Hochspannungsdielektrikums
- Hochtemperaturbeständigkeit
Batterien für Gewerbe und Industrie
- Robuste Gehäuse und Vibrationen im Einsatz
- Reparatur- und Austauschstrategie
- Schwankende Produktionsmengen
Validierungsplan
Prüfen Sie die endgültige Schnittstelle, nicht nur den Materialprobekörper
Anhand der Coupon-Daten lassen sich Kandidaten vergleichen. Die Systemvalidierung bestätigt, ob das ausgewählte Material bei der tatsächlichen Batteriemontage die Kontaktqualität, die Isolierung und die Prozesswiederholbarkeit gewährleistet.
Übersicht über gängige TIM-Teststandards →Thermische Leistung
Temperaturanstieg, thermische Impedanz und Hot-Spot-Verteilung bei Nennabstand und im ungünstigsten Fall.
Druckverhalten
Kraft-Weg-Verlauf, Druckverteilung, Dickenrückstellung und Druckverformungsrest.
Elektrische Sicherheit
Durchschlagfestigkeit, Isolationswiderstand und Kantenintegrität nach der Montage und Alterung.
Umweltbedingte Alterung
Temperaturwechsel, Luftfeuchtigkeit, Lagerung bei hohen Temperaturen sowie Verträglichkeit mit Chemikalien oder Kühlmitteln.
Mechanische Zuverlässigkeit
Vibrationsfestigkeit, Stoßfestigkeit, Haftfestigkeit, Rissbeständigkeit und Kontaktstabilität bei Maßänderungen.
Produktionskapazität
Dosiergenauigkeit, Platzierung der Pads, Aushärtungszeitfenster, Taktzeit, Prüfkriterien und Nachbearbeitung.
Vom Prototyp bis zur Serienfertigung
Die Materialleistung muss den Fertigungsprozess überstehen
Haktak kann sowohl das Materialformat als auch die Rezeptur unterstützen. Teilen Sie uns bitte bereits zu Beginn des Projekts die Einschränkungen hinsichtlich der Anlagen, das Jahresvolumen, die Verpackungsgröße, das Dosiermuster oder die Stanzzeichnung mit.
Maßgeschneiderte Rezeptur
Passen Sie Leitfähigkeit, Viskosität, Härte, Aushärtungsverhalten, dielektrische Eigenschaften oder Anforderungen an silikonfreie Produkte an.
Stanzverarbeitung
Liefern Sie Polster, Isolierteile und Klebeelemente mit Laschen, Löchern, Trägerfolien und Bestückungsgeometrie.
Unterstützung bei der Abgabe
Passen Sie Verpackung, Mischungsverhältnis, Nadel oder Düse, Raupenform, Spritzmenge und Zykluszeit an die Anlage an.
Prototypenmuster
Vergleichen Sie die verschiedenen Formate und Produktpaletten, bevor Sie sich für die endgültige Werkzeugausführung oder die Serienverpackung entscheiden.
Technische Ressourcen
Spezifikation für ein leistungsfähigeres Batteriematerial
Nutzen Sie diese Anleitungen, um die Geometrie der Schnittstelle zu definieren, Materialformate zu vergleichen und einen praktischen Validierungsplan zu erstellen.
So wählen Sie Wärmeleitpaste für Elektrofahrzeug-Batterien aus
Überprüfen Sie die Anforderungen an dünne Schnittstellen, die Anwendungssteuerung und die Langzeitstabilität.
Lesen Sie den Leitfaden zum Thema EV-Schmierfette →Wärmeleitpaste für Batteriemanagementsysteme
Verständnis der Kontaktverhältnisse, der Migration und der Wartungsfreundlichkeit im Zusammenhang mit BMS-Wärmequellen.
Lesen Sie den BMS-Leitfaden zu Schmierfetten →Wärmeleitpaste vs. Wärmeleitpad
Vergleichen Sie die Anpassung bei variablen Abständen, die saubere Bestückung, den Druck und die Nachbearbeitung.
Materialformate vergleichen →Wie sich die Dicke der Klebefuge auf die Leistung auswirkt
Erfahren Sie, warum die tatsächliche Schichtdicke in jedem thermischen Vergleich berücksichtigt werden sollte.
Auswirkungen der Anleihelinie prüfen →Warum ein hoher W/mK-Wert nicht unbedingt eine bessere Kühlung bedeutet
Finden Sie das richtige Gleichgewicht zwischen Leitfähigkeit, Dicke, Druck, Benetzbarkeit und Zuverlässigkeit.
Lesen Sie den Leitfaden zur Auswahl →Haktak-Materialprodukte entdecken
Informieren Sie sich über die verfügbaren Produktfamilien im Bereich Thermoprodukte und Klebstoffe sowie über die einzelnen Typen.
Alle Produkte anzeigen →Häufig gestellte Fragen
Häufig gestellte Fragen zu thermischen Materialien für EV-Batterien
Die endgültige Auswahl sollte im realen Zell-, Modul-, Kühl- und Produktionsaufbau validiert werden.
Welches Wärmeleitmaterial wird üblicherweise zwischen einem Batteriemodul und einer Kühlplatte verwendet?
Flüssige Spaltfüller und weiche Wärmeleitpads sind gängige Ausgangslösungen. Ein flüssiger Spaltfüller eignet sich gut für große, variierende Schnittstellen und die automatisierte Dosierung, während ein Pad eine definierte Dicke und eine saubere Platzierung bietet. Der Spaltbereich, die Zellbelastung, der Wärmewiderstand und das Produktionsverfahren bestimmen, welches Format besser geeignet ist.
Ist eine höhere Wärmeleitfähigkeit für einen Elektroauto-Akku immer besser?
Nein. Die endgültige Wärmeleitleistung hängt auch von der Dicke der Schnittstelle, dem Oberflächenkontakt, dem Druck, Hohlräumen und der Alterung ab. Ein hochleitfähiges, aber dickes, steifes oder unsachgemäß aufgetragenes Material kann eine schlechtere Leistung erbringen als eine ausgewogenere Alternative.
Wie stark sollte ein Wärmeleitpad für Akkus zusammengedrückt werden?
Der Zielwert hängt von der Härte und Dicke der Dichtungen sowie von der Spalttoleranz und der zulässigen Montagekraft ab. Der Anpressdruck sollte hoch genug sein, um einen stabilen Kontakt herzustellen, ohne dabei Zellen, Leiterplatten, Schweißnähte oder Gehäuse zu überbeanspruchen. Überprüfen Sie die Kraft- und Wärmeergebnisse bei minimalen und maximalen Spaltmaßen.
Wann sollte ein silikonfreies Wärmematerial in Betracht gezogen werden?
Ziehen Sie silikonfreie Alternativen in Betracht, wenn die Siloxanmigration elektrische Kontakte, Beschichtungen, optische Komponenten oder nachfolgende Klebevorgänge beeinträchtigen könnte. Kompatibilitäts- und Kontaminationsprüfungen sollten weiterhin die Bedingungen der Endmontage und der Fertigungsumgebung widerspiegeln.
Kann ein einziges Material sowohl die Wärmeübertragung als auch die strukturelle Verbindung gewährleisten?
Ja. Wärmeleitende Klebstoffe können sowohl einen Wärmepfad als auch eine mechanische Verbindung herstellen, doch müssen Aushärtung, Haftfestigkeit, Elastizitätsmodul, dielektrisches Verhalten, Temperaturwechselbeständigkeit und Gebrauchstauglichkeit gemeinsam bewertet werden.
Welche Informationen benötigt Haktak, um ein Batteriematerial zu empfehlen?
Geben Sie bitte folgende Informationen an: Wärmequelle, Kühlfläche, Kontaktfläche, Spaltbereich, Zieltemperatur, zulässiger Druck, Spannung, Betriebsumgebung, erforderliche Prüfungen, Montageverfahren, Zykluszeit, bevorzugte Verpackung und geschätztes Volumen.
Beginnen Sie mit dem Zusammenbau des Akkus
Übermittlung von Spaltmaß, Wärmebelastung, Spannung und Produktionsprozess
Haktak kann Ihnen dabei helfen, Wärmeleitpads, Spaltfüller, Dämmstoffe, Klebstoffe und Vergussmassen für die gesamte Baugruppe einer Elektrofahrzeugbatterie oder eines Energiespeichers zu vergleichen.