Prasanna Srinivasan：優化電動汽車的熱管理，提升汽車性能
5月24日，CIBF2018 第十三屆中國國際電池技術交流會展覽會在深圳會展中心開幕。洛德公司Prasanna Srinivasan在技術交流會上發表主題演講。以下是演講正文：
大家下午好。我是來自洛德公司，首先感謝組委會邀請我參加此次CIBF，兩天半確實是非常棒的分享和體驗，我也會和大家進行我們公司的分享，今天主要是和大家聊一下優化新能源汽車的熱管理，提升汽車性能，我希望大家聽完我介紹以后可以記得兩件事情，第一件事情就是如果要去評價汽車的性能，我們并不僅僅是要想它的材料，更重要的是它的界面的物質，我稍候也會聊。另外一個信息就是，其實有很多熱管理的材料我們已經做了相關的工作，其實液體的表現會更好。我們會用到一些其他的材料，接下來也會詳細的進一步分享。
洛德到底是什么公司呢？也是CIBF的贊助商，我們也有展位，我們的工程師團隊也非常厲害，但是如果我們大家有興趣的話可以更多的和我們進行溝通，我們是一家已經經營了90多年的私營公司，我們做了很多不同的技術和企業，我們的總部在美國，我們有非常大的研發中心，在上海也有制造研發中心。在過去90年當中我們非常注重汽車，大家可以看到，我們公司成立之后我們一直都在注重汽車這方面。
另外，我們也希望能夠更多的參與汽車市場當中的管理，當然，還有電動車，還有一些相關的產品，比方說傳感系統，機電系統，振動控制系統等等，都是和汽車領域相關的所需要的支持部件。（PPT）這些客戶都是領先全球的企業，主機廠，還有一些其他主要的客戶，我們會做振動控制組件等。我們之所以參與這次展覽是想推廣CoolThem系統，是解決下一代熱材料的解決方案，可以更多的去溶解熱量，降低熱量，更多的是一項技術。我們可以提供迎合客戶的預算和計劃，和客戶進行非常緊密的溝通，我們有來自全球各地的技術團隊來支持大家的服務。所以CoolThem可以更好的幫助大家進行熱管理，在抗振動都有非常好的杰出表現。
在應用領域有很多不同的方法，大家可以看到，我們更多的是關注電動汽車的利用，對于EV動力總成的發展趨勢，可以看一下這張圖（PPT），其實是電池非常重要的組件。我們可以看到，首先要有電池組，對于馬達，我們一直致力于減少體積和重量，提高功率輸出，并且延長在極限功率下的運行時間，我們希望能夠以這種創新的方式能夠在馬達方面有一些改革。另一個是電池組，也是非常重要的方面，我們希望盡可能的提高功率、能量密度，并降低成本。充電方面，我們希望能夠提高功率，快速充電，減少體積重量，進行快充等等，其實我們關注成本、安全。
我提到的這些信息，我們一旦想到這種能量和功率密度，有一些電子密度和熱量很高，就會有很大的電阻，我們需要提高效率減少電阻損害。因此，我們需要解決散熱的問題，這樣才可以達到更小的體積，更高的功率密度。
另外，如何能夠進行液態降溫，現在在中國，大家用NMC的電池組電池，選擇這樣的電池，當然就需要液態降溫。比方說電池放在一個降溫板上，連接在一起的時候就需要有一種有效的方式參與到整體方面。很多不同的材料，比如說導熱灌風材料，比方說見面的材料等等，包括熱管理方面很多用到的材料，比方說有導熱灌風的材料，有一種液體可以進行灌風，低黏度，自流頻，硬度、軟度、熱度管理等等，另外還有膠黏劑，如果要使用電池的話，我們需要高黏結強度，同時能夠把所有的組件都連接起來，剩下的兩個就是導熱填縫材料。這個好像樹一樣，把兩個想連接在一起的表面壓在一起，是在室溫下進行的，最后有導熱填縫的結果。
最后一種方式就是導熱電片，是預固化的，所做的事情是把它切割成任意形態。如果真正的想要去獲得可靠的導熱性，需要強壓才能達到，我認為第四種應該是比較好的選擇。
當然，材料有限，化學的特性也不一樣，比方說環氧樹值，丙烯酸等等，優缺點都列舉出來了，對于主機廠而言要用不同的化學品，有效的利用化學品之間的優勢，我們可能不會只局限于一種化學品，所以我們會有這樣的經驗，和大家從不同的領域進行合作，選擇一種非常有效的方式。
為什么用這些的材料呢？之前說過，如果用液態降溫，它們會有相互的連接。微觀界面，比方說最上角的圖會告訴你在顯微鏡下面是呈現什么樣的狀態，是不完美的狀態，會有一些縫隙在里面，會有一些界面的接觸是非常有限的，所以需要有這樣的一些材料能夠進行聯系。用到電片，電片的方式是固體的，把兩種極片聯結在一起，但仍舊會有一些空隙，也有非常熱的點，所以也不是一個非常好的選擇。（PPT）最右邊用的填隙，完全可以填好所有的縫隙，這是熱界面材料使用當中最好的。
（PPT）我們看到紅色的圖，也是顯微鏡另外一種不同的方式告訴大家，不同的選擇如何進行熱界面材料的選擇。我們可以看到，如果沒有熱界面也會有很多的空隙，如果是用電片還會有一些孔隙的存在，還存在留存空氣。如果用這些我所說的，我們有兩種不同的方式，兩種不同的材料，有不同的應用方式。我們想要有方式能夠把這兩種填隙材料利用起來。
提一個非常重要的概念，導熱電片和填縫材料的對比，導熱電片確實有降溫的特點，如果我們想一下熱源進入的時候，它會有兩種不同的方式，電池很大部分的熱。如果我們想到熱的話，其實會有很多熱的特性要考慮進去。另外一個概念，就是界面熱組，這是界面之間熱組產生的熱量。我們想到所有的熱量的話，其實它有所有的熱組加起來，就變成了圖顯示的情況（PPT）。現在的情況是，可能有非常大的熱接觸的材料，但是可能里面的熱組非常高。
這是導熱填縫材料和電片，我們可以看這兩種不同的材料，這是SCE200和SCE1500，我們可以看一下來自于不同公司的熱電片進行LORD對比實驗，我們可以衡量一下熱組情況（PPT）。我們做的是什么呢？這是我們實驗的細節，我們把電片和未固化的導熱填縫材料放到銅盤上去，形成金屬三明治的結構。
這是三明治的熱組測試，符合ASTMD5470，用滴油使三明治銅盤與TIM測試計的熱/冷盤接觸。這里有電片測試的壓力，是50和650kpa，固化后的導熱填縫材料是50kpa，這是60-650的kpa，這就是我們看到的結果。我們注意到這取決于壓力，有熱阻，和我們的預估有相似之處，在右邊這個圖片是壓力kpa，豎線是熱阻，導熱的電片是固體不能輕易的流到電芯的模組和熱管理的阻線。我們要考慮壓力，施加壓力可以降低電片的熱阻，以0.64是它的厚度，這是電片，這是壓力，我們可以看到汽車公司還有做相關的一些公司要處理這樣的壓力，實際上對封裝的電池組會產生問題。
我們可以看到增加壓力就是可以降低電片的熱阻。我們注意到一點，這個模組和電芯的壓力沒有被均攤，很難看到電片所承受的壓力，很難達到250kpa，所以我們相信，這是由于于界面的熱阻，這就意味著要施加更大的壓力才會有更好的接觸。導熱填縫的材料是液體，可以流入到最小的縫隙當中，可以看一下（PPT）導熱填縫材料SC-1200，這個導熱填縫材料提供了比電片低的熱度，可以看到橫軸的熱度，豎軸是熱阻。可以從圖片當中可以看到，也就是說我們的材料提供的比電片低的多的熱度。
（PPT）這個斜線，這是電片1和電片2的虛線，紅色的是填縫材料，電片1需要非常大的壓力才能實現，與導熱填封SC-1200相應的熱阻，從熱阻進行對比導熱材料非常好。我們做的電片2和SC-1500做對比，這是熱阻的對比。大家也同樣注意到，大家看一下導熱的填縫材料比電片2提供了更明顯的熱阻，電片需要施加更大的壓力才能實現低熱阻。電片的熱阻在擠壓后的厚度和施加的壓力關系很大。它對界面的厚度提出了很多的挑戰，比如說你有一個熱電片，還要考慮熱導，有更多的熱阻，主要傳遞的信息就是，你要看的不僅僅是材料的熱阻。還包括它的界面阻力，還有熱阻，這些都是非常重要的東西。更低的熱阻作為改善我們可以在設備設計的時候，還有在做自動化生產的時候可以注意到這一點。
我們談到EV的時候，成本是非常重要的一個考慮因素，還考慮到量產，我們要考慮到熱電在真正的應用過程當中會導致一部分程度的，我們說的浪費情況，所以成本也是非常重要的一個事情。交通也是非常重要的問題，要進行大的量產一定要考慮到設計的預算。最后我想說的是，熱管理是真的非常重要，我們今天也聽到了很多有關于熱管理材料有助于現場設備的生命周期，提高性能，能量密度，幫助主機廠實現減重和性能的改善。在市場上有很多的熱管理技術，但是我們的研究發現，導熱電片和導熱填縫材料是最為流行的。
現在，我們的導熱填縫材料是更好的替代方案，目前正在致力于發現液冷電池導熱模組上的導熱數據，我們有不同的材料和性能，呼吁廠家邀請材料的供應商參與共同開發優化，解決方法，在提供定制化的產品來滿足工藝和性能的需求。另外，希望大家能夠參觀我們洛德的展臺獲得最新的白皮書，了解更多的詳情。在白皮書當中有很多實驗的數據，實驗的做法，我覺得大家應該會感興趣，歡迎大家到我們的展臺來。
主持人：非常感謝。
提問：非常高興見到您，談到你的熱管理的材料，有沒有溫度，包括溫度收縮的曲線，特別是在于它是應用在EV上，這個溫度都是在發生變化的，可能是低于多少度，或者是幾十度的情況，零或零上的溫度都有。
Srinivasan：我們對溫度有兩種方面，這個溫度是適用于化學材料，這個熱管理是非常的重要。取決于你用的是什么樣的材料，比如說硅，還有塑料，還有其他的一些成品，它們都是有不同的熱幅度。比如說1-85度，硅的溫度范圍也是不同的。還有環氧的材料，都是取決于不同的溫度、幅度，所以我們要選擇好材料性能。另外一個就是固化，在這個模型當中，我們有一些獨特的解決方法，有一些進行了建模，我們做很好的固化，所以我們有解決方法，我們有定制化的解決方法。對于電池組來說，我們都有各種解決方法，能夠處理更好的應對電池溫度問題。我們知道有很多一系列的溫度幅度，對于EV來說，主要是取決于產品的設計，我們有解決方法用于電動汽車，比如說負25度，或者是正65度，這些設計都是有非常高的溫度范圍。DG是一個非常重要的要素。
（根據速記整理，未經嘉賓審閱）
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