Lösungen für die Abdichtung und Wasserdichtigkeit von Akkupacks, das Wärmemanagement und die Niedertemperaturheizung mit einer ganzen Reihe von Materialien – Z-foam 800 Silikonschaum, TIF Wärmeleitgele und -pads sowie Kheat Folienheizungen – zur Verbesserung der Sicherheit und Effizienz von Akkupacks.
Mit dem schnellen Wachstum der globalen Industrie für Fahrzeuge mit neuer Energie steigt die Energiedichte der Akkupacks kontinuierlich an, was höhere Anforderungen an die Abdichtung, das Wärmemanagement und die Niedertemperaturheizung stellt. In extremen Klimaregionen wie Indien und Nordeuropa reichen die Temperaturen von -40 °C bis über 45 °C, und die Wattiefe während der Monsunzeit kann 300 mm überschreiten – herkömmliche Dichtungsmaterialien altern und versagen leicht. Gleichzeitig führt eine höhere Leistungsdichte der Zellen zu einer erhöhten thermischen Belastung, und niedrige Wintertemperaturen verringern die Batterieaktivität, was den Startleistungsbedarf um 40-70 % erhöht. Ziitek bietet integrierte Lösungen für Wärmeleitung, Abdichtung und Heizung, um OEMs dabei zu helfen, anspruchsvolle Betriebsbedingungen zu bewältigen und die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Fahrzeuge zu verbessern.
Herausforderungen im Anwendungsfall
Lösungswert
Die Marktdurchdringung von Fahrzeugen mit alternativen Antrieben steigt rasant; der weltweite Absatz wird 2025 voraussichtlich 20 Millionen Einheiten überschreiten. Das Batteriepaket – die zentrale Energieeinheit – ist ein entscheidender Faktor für die Fahrzeugsicherheit. Märkte wie Indien und Südostasien sind jedoch rauen Umgebungsbedingungen wie hohen Temperaturen, Starkregen und Überschwemmungen ausgesetzt, während Nordeuropa und Nordchina mit tiefen Temperaturen von unter -30 °C konfrontiert sind. Das Batteriepaket muss das Eindringen von Feuchtigkeit, Staub und Elektrolyt verhindern, die beim Laden und Entladen entstehende Wärme effizient abführen und die Zellen in kalten Wintern schnell vorwärmen können. Ein einzelnes Material kann diese kombinierten Anforderungen nicht mehr erfüllen – integrierte Dichtungs-, Wärmeleit- und Heizlösungen werden unverzichtbar.
Herausforderung 1: Unzureichende Langzeitabdichtung und Wasserdichtigkeit.Herkömmliches EPDM oder gewöhnlicher Schaumstoff weisen nach langfristiger Kompression einen hohen Druckverformungsrest auf (typischerweise >15 %). Dies führt zu einem verringerten Anpressdruck an der Dichtfläche und erschwert die Aufrechterhaltung der Schutzart IP67. Während der Monsunzeit in Indien mit ihren starken Straßenüberschwemmungen erhöht jedes Versagen der Dichtung das Risiko von Kurzschlüssen drastisch.
Herausforderung 2: Ineffektives Thermomanagement bei extremen Temperaturschwankungen.Batteriesysteme müssen zwischen schnellem Vorwärmen bei -40 °C und effizienter Wärmeabfuhr bei 45 °C umschalten können. Herkömmliche Thermomanagementlösungen haben jedoch Schwierigkeiten, beide Anforderungen zu erfüllen. Dies führt zu einer verzögerten Temperaturregelung, Leistungseinbußen und erhöhten Sicherheits- und Lebensdauerrisiken.
Herausforderung 3: Kombination von Thermomanagement und Schutz vor Vibrationen und Stößen.Kontinuierliche Vibrationen während der Fahrt können zu Verschiebungen der Zellen, gelockerten Steckverbindern und sogar internen Kurzschlüssen führen. Gleichzeitig werden beim Schnellladen mit hoher Laderate die mikroskopischen Spalten zwischen Zellboden und Kühlplatte zu einem thermischen Engpass. Herkömmliche Wärmeleitpads können oft nicht gleichzeitig die erforderliche Nachgiebigkeit und langfristige Zuverlässigkeit bieten.
Z-FOAM800 ist ein geschlossenzelliger Silikonschaum mit extrem geringer Wasseraufnahme (<0,1 %), einer Dichtungszertifizierung nach UL157 und der Flammschutzklasse UL94 V-0. Das Material behält seine Elastizität von -40 °C bis 200 °C bei und weist einen Druckverformungsrest von nur 1,8 % auf (nach 1000 Stunden bei 85 °C/85 % r. F.). Präzise in die Dichtungsnut des Batteriegehäuses gestanzt und in Kombination mit einer Kompressionsbegrenzung durch Nietmuttern (Kompression 50-60 %) gewährleistet es eine langfristige Wasserdichtigkeit nach IP67/IP68.
Wenn der Zellboden uneben ist oder der Spalt 1,5 mm überschreitet, können herkömmliche Wärmeleitpads diesen nicht effektiv füllen. Die zweikomponentigen Wärmeleitgele TIF020-19S (2,0 W/m·K) und TIF035-05AB (3,5 W/m·K) von Ziitek können automatisch dosiert werden und füllen so zuverlässig Absätze, Spalten oder unregelmäßige Oberflächen. Das Gel übt nahezu keinen Druck auf die Bauteile aus (<10 psi) und vermeidet so Schäden an druckempfindlichen Zellen oder IGBT-Modulen. Ihr thermischer Widerstand beträgt nur 0,080°C·in²/W @10 psi, was die Wärmeabfuhr erheblich verbessert. Für Anwendungen, die ein Folienmaterial erfordern, bietet die TIF100-Serie (1-5 W/m·K, Shore 00 27-65) ebenfalls eine hervorragende spannungsarme Anpassungsfähigkeit.
In kalten Klimazonen erhöht sich der Innenwiderstand der Batterie und der Startleistungsbedarf ist 40-70 % höher als im Sommer. Kheat Silikonkautschuk-Heizelemente (-40 °C bis 150 °C) und Polyimid (PI)-Heizelemente (-60 °C bis 250 °C) können mit segmentierten Heizzonen, einer Leistungsdichte von 1-2 W/cm² und einer Dicke von 0,2-5 mm ausgelegt werden. Die Heizelemente können einseitig mit Haftklebstoff (PSA) geliefert, an den Zellböden oder Seitenflächen befestigt und mit Temperatursensoren zur präzisen Regelung kombiniert werden. In Verbindung mit TIF-Wärmeleitmaterialien gewährleisten sie eine gleichmäßige Erwärmung bei niedrigen Temperaturen und eine ungehinderte Wärmeleitung bei hohen Temperaturen, wodurch ein geschlossener Regelkreis für das Thermomanagement entsteht.
Anwendung | Empfohlene Teilenummer | Wichtige Spezifikationen |
|---|---|---|
Hauptdichtung des Batteriegehäuses | Z-FOAM800-Serie | Druckverformungsrest ≤5 %, UL94 V-0, -40 bis 200 °C, IP68 |
Unterseite der Batteriezelle und Flüssigkeitskühlplatte | TIF035-05AB Zweikomponenten-Wärmeleitgel | Wärmeleitfähigkeit 3.5 W/m·K, Wärmewiderstand 0.080°C·in²/W @10 psi, dosierbar |
Pufferung zwischen Batteriezellmodulen | TIF100-Serie Wärmeleitpad | Wärmeleitfähigkeit 1-5 W/m·K, Härte Shore 00 27-65, UL94 V-0 |
Niedertemperaturheizung | Kheat SP (Silikon) / PI (Kapton) | Leistungsdichte 1-2 W/cm², Dicke 0.2-5 mm, -60 bis 250 °C |
Abdichtungshilfe (Gewindebohrungen usw.) | Zpaster 917T01 flammhemmendes Klebeband | UL94 V-0, sehr gut mit Z-FOAM800 kompatibel |
Führender inländischer Hersteller von Lithium-Ionen-Antriebsbatterien
TIF020-19S und TIF035AB-05S Zweikomponenten-Wärmeleitgele ersetzten vorgestanzte Pads auf EV- und ESS-Akkupacks — >50 % Kompressibilität füllt Spalten von 0,5–5 mm, vollautomatisches Dosieren senkte die Materialkosten um 35 %, validiert gegen LV124-Vibration und 125 °C / 1000 h Alterung.
−35%
Materialkosten im Vergleich zu gestanzten Pads
Führender Full-Stack-Hersteller von New-Energy-Fahrzeugen
Ein mehrschichtiger Aufbau zur Niedertemperaturbeheizung – bestehend aus Kheat SP Silikonheizern, ultradünnen PI-Folienheizern (0.2–0.5 mm, 1–2 W/cm²) und TIF100 Wärmeleitmaterialien – sorgt für eine gleichmäßige, schnelle Kaltstart-Erwärmung und ist für den vollen Betrieb von −40°C bis 85°C validiert.
IP67/IP68
Validierter Betriebsbereich
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Vom Rapid Prototyping bis zur Serienproduktion – unsere Ingenieure sind bereit, eine maßgeschneiderte thermische Lösung für Ihre Anwendung zu entwickeln. Über 5.000 Kunden aus den Bereichen Elektrofahrzeuge, 5G und Unterhaltungselektronik vertrauen auf uns.
