EV用バッテリーおよびエネルギー貯蔵用材料

バッテリーシステムに合わせて設計された熱材料

セルモジュールやコールドプレートから、BMS電子機器、インバーター、定置型蓄電装置に至るまで、熱、ギャップのばらつき、電気的絶縁、振動、および生産の再現性を制御します。.

用途に応じた選定 試作から量産まで カスタムフォーマットとディスペンシング
Electric vehicle battery and energy storage application
1つの積み重ね熱的、機械的、電気的、およびプロセス上の要件は、相互に調和していなければならない。.
インターフェースセルまたはモジュールから冷却プレートへ
主要変数ギャップ、圧力、誘電率、熱流
制作パッドの配置または自動ディスペンシング
検証サイクリング、振動、経年劣化、および火炎試験用ターゲット

その素材が適している場所

バッテリーシステム内のすべてのインターフェースをマッピングする

バッテリーパックには、単一の熱界面があるわけではありません。ゾーンごとに、熱伝達、遮熱、電気的絶縁、接合、あるいは環境保護などの要件が異なる場合があります。.

Battery module positioned above a liquid cooling plate
一次熱経路

セルおよびモジュールからコールドプレートへ

細胞、溶接部、締結部品、または冷却装置に過度な応力を加えることなく、接触状態を維持しながら、面積が広く、公差に敏感な隙間を埋める。.

バッテリーギャップフィラーを詳しく見る →
Automotive control electronics and printed circuit board
制御とセンシング

BMS用基板、センサー、コネクタ

誘電体間隔を確保しつつ、組み立て時の応力を低く抑え、湿気や振動からの保護を図りながら、ローカルコンポーネントの熱を管理する。.

BMS用サーマルパッドのガイドを読む →
High-power electronic inverter and converter components
高電圧電力

インバータ、コンバータ、および車載充電装置

電圧、クランプ力、および熱サイクルを考慮しつつ、MOSFET、IGBT、およびパワーモジュール周辺の界面抵抗を低減する。.

IGBTの資料ガイドをご覧ください →

素材のグループ

化学の前に機能を選びましょう

まず、組み立てられたパックにおいてそのインターフェースが果たすべき役割を明確にし、その後、形状、モジュール、厚さ、硬化、絶縁性、および長期安定性を比較検討してください。.

01

使い捨ての隙間充填材

広い範囲、不規則な隙間、複雑な曲面にも、組み立て時の応力を最小限に抑えながら適合します。.

  • 自動または手動によるディスペンシング
  • ビーズと体積の制御
  • 軟質硬化型または非硬化型のコンタクト
液体用ギャップフィラーを見る →
02

熱ギャップパッド

モジュールや電子機器向けに、規定の厚み、正確な配置、および再現性の高いダイカット形状を実現します。.

  • シート、ロール、または特注形状
  • 圧縮制御型接触
  • 誘電体絶縁の選択肢
シリコン製熱伝導パッドを見る →
03

断熱パッド

不要な熱伝達を抑制し、隣接するセル、センサー、プラスチック、またはパック構造を保護します。.

  • 遮熱機能
  • 電気的間隔
  • 特注の型抜き保護材
断熱パッドを見る →
04

熱伝導性接着剤

機械式締結具の使用が不適切な場合、所定の熱伝達経路と構造的固定を組み合わせる。.

  • 接着と熱伝達
  • 1Kまたは2Kの硬化オプション
  • 耐振動アセンブリ
熱硬化性接着剤について詳しく見る →
05

ポッティングおよび封止

バッテリーの重要な電子部品を、湿気、汚染、衝撃、および電気的暴露から保護してください。.

  • 完全充填または選択的充填
  • 熱的および誘電的バランス
  • 硬化および発熱の制御
電子用接着システムを見る →
06

シリコーン不使用のインターフェース

シロキサンの移行、光学汚染、または下流工程での接合が懸念されるアセンブリに対応します。.

  • クリーンコンタクトの要件
  • パッド状または使い切りタイプ
  • 互換性検証
シリコンフリーのパッドを見る →

フォーマットの比較

素材のフォーマットを実際のインターフェースに合わせて調整する

最も有力な候補とは、最終的なボンディングラインの厚さ、接触圧力、および生産条件下で機能するものであり、単に単独で導電率が最も高いというものではない。.

素材の形式最適なバッテリーインターフェース主な利点設計上の留意点
液体用隙間充填剤冷却プレートへのモジュールまたはセルアレイ;可変の大面積ギャップ優れた適合性と拡張性の高いディスペンシングビーズの形状、硬化、スランプ、空隙、および使用性
熱伝導パッドBMSコンポーネント、電子機器用ハウジング、および制御モジュールのクリアランス厚みが一定で、きれいに配置される圧縮力、型抜き公差、圧縮永久ひずみ
熱伝導グリス薄型・平面型・クランプ式パワーエレクトロニクスインターフェースボンディングラインが非常に低く、濡れ性が優れているポンプアウト、マイグレーション、アプリケーションのボリューム、および手直し
熱接着剤固定が必要な冷却プレート、センサー、バスバー、または電力部品1工程での接合と熱伝達硬化プロファイル、弾性率、強度、および除去方法
ポッティング材BMS基板、コネクタ、パック制御モジュール、および保護キャビティ環境および誘電体保護発熱、質量、補修、応力、完全硬化
断熱パッド細胞、ホットゾーン、および重要施設の間制御された熱遮断および電気的分離加熱方向、火炎の照射位置、厚さ、およびエッジ形状

選定ワークフロー

5つのステップでマテリアルブリーフを作成する

有用な技術概要書では、物理的な積層構造と、測定可能な熱的、電気的、機械的、および製造上の要件との関連性が示されています。.

ステップ 01

熱伝達経路を定義する

熱源、冷却対象構造物、接触面積、電力プロファイル、および許容温度上昇を特定する。.

ステップ 02

隙間を測定する

平坦度および公差の積み上げを含め、最小、公称、および最大の組立隙間を記録する。.

ステップ 03

応力の限界値を設定する

セル、PCB、溶接部、およびハウジングの許容限界値を、許容圧縮圧力または硬化後の弾性率に換算する。.

ステップ 04

プロセスを選択してください

パッドの配置、塗布装置、オープンタイム、硬化、検査、および手直しに関する要件を確認してください。.

ステップ 05

信頼性の検証

最終部品について、熱サイクル試験、振動試験、経年劣化試験、誘電試験、および環境暴露試験を実施する。.

工学上の変数

サンプリングの前に何を明確にしておくべきか?

試験サンプルが最終的な形状、圧力、およびプロセスを反映している場合、電池材料の選定精度が向上します。設計がまだ確定していない場合は、候補範囲を提示してください。.

Battery module and cooling plate interface used to define material requirements 組み立てられたバッテリーインターフェースこそが――データシートの数値など一切ではなく――性能を決定づける。.
01

熱的ターゲット

実際の動作プロファイルにおける熱負荷、温度制限、熱インピーダンス、または許容される界面温度降下。.

02

ギャップおよび接触面積

最小、公称、および最大ギャップ、界面寸法、表面仕上げ、平坦度、および公差分布。.

03

応力と弾性係数

利用可能なクランプ力、セル応力限界、部品の脆弱性、圧縮比、および予想される寸法変化。.

04

電気的絶縁

動作電圧、絶縁耐力、沿面距離および空間距離、導電エッジ、バスバー、および接地方式。.

05

環境と信頼性

温度サイクル、振動、湿度、冷却液や化学物質への曝露、耐火性要件、および耐用年数。.

06

製造工程

手動または自動の配置、塗布速度、粘度、オープンタイム、硬化プロファイル、タクトタイム、検査および修理。.

以下の6つの情報を用意できましたか?より明確な素材概要を送る →

故障の防止

組み立て後に生じるリスクを考慮した設計

初期のプロトタイプは冷却性能は良好であっても、サイクル試験、振動試験、あるいは量産時のばらつきによって故障する可能性があります。それぞれのリスクに対して、検証可能な対策が必要です。.

機械

セルまたは基板への過度な負荷

硬すぎたり、圧縮度が高すぎたりするパッドは、セル、はんだ接合部、およびハウジングに力を伝達してしまう可能性があります。.

圧縮に関するガイダンスを確認する →

サイクリング後の連絡が途絶える

圧縮永久ひずみ、ポンプアウト、クラッキング、あるいは寸法変化により、時間の経過とともに界面抵抗が増加する可能性があります。.

パッドの一般的な故障形態を見る →
電気

誘電マージンの不足

体積誘電率の値は、切断面、空隙、厚さのばらつき、および最終的な沿面距離の形状に関する検証に代わるものではありません。.

断熱ガイドを読む →
プロセス

充填漏れまたは充填量の不均一

ビーズの形状、ショットサイズ、粘度、基材の濡れ性、および硬化条件によって、局所的な熱的不連続が生じることがあります。.

サーマルジェルの挙動を理解する →
素材

移入か、それとも汚染か

シリコーンに敏感な接点、光学部品、コーティング、あるいは下流工程での接合については、シリコーンを使用しない対策が必要となる場合があります。.

シリコン不使用の製品を比較する →
保護

ストレスを解消し、鉢植え時の発熱を抑える

大量の充填を行うと、セル、基板、コネクタ、および壊れやすい部品の周囲に熱や収縮応力が生じる可能性があります。.

植え付けシステムの計画を立てる →

バッテリープラットフォーム

アーキテクチャの違いによって、重視すべき要素も異なる

セルの形状、冷却方法、パックの構造、電力密度、および使用環境によって、柔軟性、導電性、およびプロセス制御の理想的なバランスは変化します。.

Electric vehicle electronics and battery platform
01 / モビリティ

乗用EV用バッテリーパック

  • 大面積コールドプレート接合
  • ストレスの少ない、衝突安全性を重視した設計
  • 温度サイクル試験および振動試験
Battery energy storage system application
02 / ストレージ

定置型エネルギー貯蔵システム

  • 長期間の無人運転が可能
  • モジュールおよび筐体の保護
  • 炎、湿度、および経年変化に関する試験条件
Power conversion electronics used in charging systems
03 / 充電

急速充電器と電力変換

  • IGBTおよびMOSFETの熱伝達
  • 高電圧誘電体制御
  • 高温安定性
Industrial battery equipment and control electronics
04 / 産業

商業用・産業用バッテリー

  • 堅牢な筐体と現場での振動
  • 修理および交換の方針
  • 生産量の変動

検証計画

材料試験片だけでなく、最終的なインターフェースも試験する

クーポンデータは、候補材料の比較に役立ちます。システムによる検証により、選択された材料が実際の電池組立において、接触性、絶縁性、およびプロセスの再現性を維持しているかどうかが確認されます。.

一般的なTIM試験規格を確認する →

熱性能

公称ギャップおよび最悪ケースのギャップにおける温度上昇、熱インピーダンス、およびホットスポットの分布。.

圧縮挙動

力-変位応答、圧力分布、厚み回復、および圧縮永久ひずみ。.

電気の安全

組立およびエージング後の絶縁耐力、絶縁抵抗、およびエッジの完全性。.

環境による老化

温度サイクル、湿度、高温保存、および化学物質や冷却液との適合性。.

機械的信頼性

振動、衝撃、密着性、耐亀裂性、および寸法変化に伴う接触安定性。.

生産能力

塗布精度、パッド配置、硬化時間、タクトタイム、検査基準、および手直し。.

試作から量産まで

材料の性能は、製造工程を経ても維持されなければならない

Haktakは、素材の形状だけでなく、配合についても対応可能です。プロジェクトの初期段階で、設備上の制約、年間生産量、パッケージサイズ、塗布パターン、または型抜き図面などをお知らせください。.

カスタム配合

導電率、粘度、硬度、硬化特性、誘電特性、あるいはシリコーンフリーの要件に合わせて調整します。.

型抜き加工

タブ、穴、ライナー、および配置形状を備えたパッド、断熱部品、および接着部品を供給します。.

調剤サポート

包装、混合比率、ニードルまたはノズル、ビード形状、射出量、サイクルタイムを、設備に合わせて調整してください。.

試作サンプル

最終的な金型製作や製品パッケージの決定を行う前に、候補となるフォーマットや特性範囲を比較検討してください。.

エンジニアリングリソース

より高性能な電池材料の仕様策定

これらのガイドを活用して、インターフェースの形状を定義し、材料の形式を比較し、実用的な検証計画を策定してください。.

バッテリー用グリース

EV用バッテリーのサーマルグリースの選び方

薄層インターフェースの要件、アプリケーション制御、および長期的な安定性について確認する。.

EV用グリースのガイドを読む →
BMSインターフェース

バッテリー管理システム用サーマルグリース

BMSの熱源に関する接触、移行、および保守性について理解する。.

BMSグリースガイドを読む →
幾何学

ボンドラインの厚さが性能に与える影響

実際のインターフェースの厚さが、あらゆる熱性能比較において重要な要素となる理由をご覧ください。.

ボンドラインの影響を確認する →
選択

W/mKの値が高いからといって、必ずしも冷却性能が優れているとは限らない理由

導電性と、厚さ、圧力、濡れ性、信頼性とのバランスをとる。.

選定ガイドを読む →
製品一覧

Haktakの素材製品を見る

利用可能な熱処理製品および接着剤製品の製品群と個々のグレードを確認してください。.

すべての商品を見る →

よくある質問

EV用バッテリー用熱管理材料に関するよくある質問

最終的な選定は、実際のセル、モジュール、冷却システム、および生産用積層構造において検証されるべきである。.

バッテリーモジュールとコールドプレートの間に、一般的にどのような熱伝導材料が使われていますか?

液体の隙間充填材や軟質熱伝導パッドは、一般的な選択肢です。液体の隙間充填材は、広範囲で形状が不規則な接合面や自動塗布に適している一方、パッドは所定の厚さを確保でき、正確な配置が可能です。適切な形式は、隙間の範囲、セル応力、熱インピーダンス、および製造方法によって決まります。.

EVのバッテリーパックにとって、熱伝導率が高いほど常に良いのでしょうか?

いいえ。最終的な熱性能は、界面の厚さ、表面接触、圧力、空隙、および経年変化にも左右されます。導熱性は高いものの、厚すぎたり、硬すぎたり、あるいは不適切に塗布された材料は、よりバランスの取れた選択肢よりも性能が劣る場合があります。.

バッテリー用熱伝導パッドは、どの程度圧縮すべきですか?

目標値は、パッドの硬度、厚さ、ギャップ公差、および許容組立力によって異なります。圧縮力は、セル、基板、溶接部、またはハウジングに過度の応力をかけずに、安定した接触が得られる程度に十分に高いものでなければなりません。最小および最大のギャップにわたって、力および熱的な結果を検証してください。.

シリコーンを含まない断熱材は、どのような場合に検討すべきでしょうか?

シロキサンの移行が電気的接点、コーティング、光学系、または下流工程での接合に影響を及ぼす可能性がある場合は、シリコーンを含まない代替品を検討してください。互換性および汚染試験は、最終的な組立および製造環境を反映したものでなければなりません。.

1つの材料で、熱伝達と構造的接着の両方を実現することは可能でしょうか?

はい。熱伝導性接着剤は、熱伝達経路と機械的固定の両方を実現できますが、硬化特性、接着強度、弾性率、誘電特性、熱サイクル特性、および実用性を総合的に評価する必要があります。.

Haktakがバッテリー材料を推奨するには、どのような情報が必要ですか?

熱源、冷却面、接触面積、ギャップ範囲、目標温度、許容圧力、電圧、動作環境、必要な試験、組み立て方法、サイクルタイム、パッケージの希望、および見込み生産数量をお知らせください。.

まずはバッテリーの積層から始めましょう

ギャップ、熱負荷、電圧、および製造工程を送信してください

Haktakは、EVバッテリーやエネルギー貯蔵装置全体にわたるサーマルパッド、ギャップフィラー、断熱材、接着剤、ポッティング材の比較を支援します。.

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