从冷启动到温暖驾乘_用于电动汽车电池的先进不锈钢基板厚膜加热器_10页_2mb

电动汽车电池温度预调节技术总结

核心内容

随着电动汽车市场的发展，电池温度预调节技术成为提升车辆性能、续航与使用寿命的关键。在寒冷气候下，电池的电解质粘度增加、离子迁移减缓、内阻升高，导致效率下降和充电速度变慢。因此，高效的加热技术对于保障电池在最佳工作温度区间（$20^{\circ}\mathrm{C}$ 至 $30^{\circ}\mathrm{C}$）至关重要。

主要观点

• 预调节的重要性：电池温度预调节有助于提高充电速度、电池效率和续航里程，并延长电池寿命。
• 传统方法的局限性：
  • 热泵：在温和至中度寒冷环境下效率高，但在极寒条件下性能下降，需辅助加热。
  • 筒式加热器：结构紧凑，但在大面积应用时难以实现均匀加热，导致局部热点。
  • PTC 陶瓷加热器：具备自调节特性，安全性高，但加热速度慢、体积大，且在高压平台应用受限。
• 不锈钢基板厚膜加热器的优势：
  • 高性能与高功率密度：干式配置下功率密度可达 $12 , W/cm^{2}$，液冷工况下可达 $50 , W/cm^{2}$。
  • 设计灵活性：支持平面与圆柱面印刷，实现定制化布局。
  • 耐久性与可靠性：可承受振动、热循环、热冲击、湿度、化学腐蚀及盐雾侵蚀，工作温度可达 $500^{\circ}\mathrm{C}$，具备高击穿电压和介电强度。
  • 轻量化与紧凑结构：总厚度仅数毫米，有助于整车减重。
• 市场趋势：
  • 市场普及率预计以 $15%$ 的复合年均增长率增长。
  • 亚洲市场增速最快，汽车制造商积极采用该技术。
  • 应用范围从电动汽车扩展至白色家电、消费类电器、半导体、工业及分析设备。

关键信息

技术结构

贺利氏电子的不锈钢基板厚膜加热器采用以下结构：

• 不锈钢基板：作为均热板，提供机械与热稳定性。
• 玻璃陶瓷电介质层：实现电气绝缘。
• 厚膜电阻加热线路：通过丝网印刷工艺印制，使用银/钯、银/铂或氧化钌等贵金属粉末。
• 保护层：防止环境侵蚀。
• 高温烧结：850℃烧结，确保各层永久粘接并形成密封结构。

技术性能

• 功率密度：干式配置下 $12 , W/cm^{2}$，液冷下 $50 , W/cm^{2}$。
• 热响应速度：相比传统加热器更快。
• 适用电压范围：支持 400V 至 800V 电压平台，适应新一代电动汽车需求。

案例研究

一家领先的汽车零部件供应商通过采用不锈钢基板厚膜加热器，成功解决了在 400V 至 800V 电压下快速升温、紧凑设计和高可靠性的挑战。该加热器直接集成至电池冷却液回路，显著提升了传热性能和系统可靠性。

发展前景

不锈钢基板厚膜加热器已成为动力电池加热领域的成熟技术，具备高功率密度、快速热响应与卓越耐久性。未来发展方向包括：

• 降低成本：通过材料研究减少对贵金属的依赖。
• 技术进步：丝网印刷与烧结技术的优化，提升导热性能并拓宽基板选择。
• 智能化集成：集成传感与控制元件，实现闭环加热系统，提升安全性与效率。
• 多领域应用：除电动汽车外，该技术在工业、消费类电器等领域也有广泛应用前景。

供应商与支持

贺利氏电子作为材料创新领域的领先者，为全球客户提供从材料到技术服务的全面解决方案。其全球布局包括：

• 生产基地：德国哈瑙、罗马尼亚蒂米什瓦拉、美国西康舍霍肯、马来西亚新山、中国常熟、招远、新加坡（两个）。
• 应用中心：德国哈瑙、美国西康舍霍肯、中国上海、中国台湾新竹、新加坡、韩国水原。
• 联系方式：
  • 美洲：+1 610 825 6050 | electronics.americas@heraeus.com
  • 亚太区：+65 6571 7649 | electronics.apac@heraeus.com
  • 中国：+86 53 58159601 | electronics.china@heraeus.com
  • 欧洲、中东和非洲：+49 6181 35 4370 | electronics.emea@heraeus.com

总结

不锈钢基板厚膜加热器凭借其高性能、高可靠性与设计灵活性，正成为电动汽车电池加热技术的革新方案。它不仅解决了传统加热方法的诸多问题，还为未来电动汽车的热管理提供了更智能、更高效的方向。随着技术的持续进步与市场应用的扩展，不锈钢基板加热器有望成为电动汽车热管理系统的基石。