Materiais de interface térmica (TIM) Ajudam a transferir o calor entre os componentes. Até 90% da folga nas áreas de contato é preenchida por TIM. Isso a torna crucial. Portanto, é importante saber a diferença entre almofadas térmicas e pastas condutoras de calor.
Uma das principais funções do TIM é dissipar o calor dos componentes. Isso ajuda a protegê-los contra danos causados pelo calor. Ao usar o TIM, o calor é melhor distribuído, mantendo os dispositivos resfriados e funcionando bem.
Para que o TIM funcione bem, ele precisa de duas qualidades importantes. A impedância térmica indica sua eficiência na transferência de calor. A condutividade térmica indica sua capacidade de conduzir calor. Essas qualidades afetam a rapidez e a eficiência com que o calor é transferido.
Ao aprimorar essas qualidades, o TIM ajuda a resfriar os dispositivos eletrônicos. Isso os mantém estáveis, duram mais e funcionam melhor. É essencial para manter os dispositivos funcionando sem problemas.
Pasta térmica vs almofada térmica: Principais diferenças
É importante conhecer as diferenças entre almofadas térmicas e pastas térmicas para um bom gerenciamento térmico em veículos elétricos e ESSs. A escolha certa depende de vários fatores, como sua composição, características físicas e desempenho.
Composição e Propriedades Físicas
As almofadas térmicas são feitas de um material à base de silicone de fácil aplicação. Elas vêm em diferentes espessuras e são conhecidas por sua simplicidade e confiabilidade. Por outro lado, as pastas térmicas são aplicadas como pasta e depois secas para formar uma interface sólida. O tipo de pasta térmica pode afetar sua condutividade térmica.
Condutividade térmica e métricas de desempenho
A condutividade térmica de um TIM é fundamental, pois demonstra sua capacidade de dissipar calor. As pastas térmicas geralmente têm uma condutividade de 1 a 6,5 W/mK. Por outro lado, pastas térmicas de alta qualidade podem atingir até 8,5 W/mK, perfeitas para eletrônicos de potência de veículos elétricos.
Também é fundamental lembrar que TIMs mais finos são melhores em resfriamento, pois conseguem distribuir o calor com mais eficiência.
Nossos estudos mostram que as almofadas térmicas oferecem desempenho estável, mas as pastas térmicas podem ter um desempenho melhor quando aplicadas em camadas finas. A impedância térmica é uma métrica melhor do que a condutividade para escolher entre almofadas e pastas para necessidades de EV/ESS.
Saiba mais sobre o sistema de arrefecimento EV/ESS
Quer saber mais sobre como otimizar a gestão térmica do seu veículo elétrico ou sistema de armazenamento de energia? Preencha o formulário abaixo e a nossa equipa de especialistas entrará em contacto consigo para uma consulta gratuita.
Almofadas de folga térmica
Almofada condutora de calor é um material sólido, termicamente condutor, que proporciona uma espessura consistente. Muitas vezes, são pré-cortados para proporcionar uma espessura consistente para diferentes aplicações. Isto assegura uma distribuição consistente da pressão entre os componentes. Embora não consiga preencher todos os pequenos espaços como a pasta térmica, é mais fácil de instalar. Além disso, este material é extremamente resistente a temperaturas elevadas, bem como à retenção de humidade. É frequentemente utilizado em aplicações em que a facilidade de utilização e o isolamento elétrico são fundamentais.
Encontre mais informações em O que são almofadas térmicas
Vantagens das almofadas
Facilidade de aplicação: As almofadas condutoras de calor são mais fáceis de aplicar do que as pastas de soldadura que requerem equipamento de aplicação especializado. Basta colocá-las sobre a aplicação com uma pressão relativa.
Facilidade de fabrico: As almofadas termicamente condutoras são utilizadas em elementos de aquecimento para evitar a colagem das almofadas, facilitando o trabalho do fabricante. Em contrapartida, as almofadas termicamente condutoras têm menos probabilidades de sair da sua posição inicial do que as pastas termicamente condutoras.
Capacidade normalizada de dissipação de calor: Em comparação com a pasta térmica líquida, as almofadas térmicas têm uma capacidade de dissipação de calor mais normalizada na superfície da almofada, tornando a normalização mais fácil de alcançar. As almofadas térmicas respondem à temperatura do componente de aquecimento amolecendo após a aplicação, preenchendo assim a lacuna da interface na superfície da aplicação.
Capacidades de preenchimento de lacunas: As almofadas são ótimas para preencher pequenas lacunas. Isso melhora o contato e aumenta o desempenho do sistema.
Propriedades de amortecimento de vibração: As pastilhas também amortecem vibrações, o que é importante em veículos elétricos. Isso ajuda a prolongar a vida útil de peças sensíveis.
Desvantagens dos absorventes
Problemas de aderência: Quando uma almofada condutora de calor adere a um dissipador de calor, é normalmente moldada a uma das superfícies geradoras de calor com que está em contacto. Isto significa que se o dissipador de calor ou outros componentes próximos se deslocarem, a almofada tem de ser substituída.
Utilização única: As almofadas térmicas não podem ser utilizadas várias vezes e, uma vez removidas, cada componente tem de ser manuseado com muito cuidado, especialmente se a almofada aderir a outros componentes da aplicação. Isto pode aumentar o custo e a complexidade do processo de fabrico.
Condutividade térmica mais baixa: É menos condutora de calor do que a pasta térmica.
pasta condutora térmica
Pasta condutora térmica, também conhecida como massa lubrificante condutora de calor ou composto térmico, é um material comum de interface térmica. Trata-se de um material adesivo que preenche eficazmente pequenos defeitos na interface. Por exemplo, pode ser utilizado para preencher espaços de ar entre elementos de aquecimento e dissipadores de calor para proporcionar uma melhor transferência de calor interfacial. Tem melhor condutividade térmica do que outros materiais de interface. É também mais barato do que as almofadas térmicas. Ele também tem diferentes tipos para escolher em função das necessidades.
Vantagens
Múltiplos métodos de aplicação: Em comparação com as almofadas térmicas, pasta térmica oferece uma solução semelhante, mas, como líquido, pode ser utilizado de várias formas. Através de dispensadores (seringas, tubos, etc.), a pasta pode ser aplicada diretamente na unidade central de processamento (CPU) ou no dissipador de calor, preenchendo até os mais pequenos espaços de ar interfaciais para garantir uma transferência e preservação eficazes do calor.
Estabilidade: As pastas termicamente condutoras não fluem e permanecem estáveis sob fortes vibrações. São capazes de manter a estabilidade ao longo do tempo.
EFICIÊNCIA: Uma vez que a capacidade de transferência de calor é inversamente proporcional à quantidade de material de interface térmica utilizado, é necessária muito pouca pasta condutora de calor, por exemplo, THERM-A-GAP GEL30 ou GEL8010. Isto permite uma baixa impedância térmica tanto em aberturas finas como em aberturas espessas, utilizando dissipadores de calor comuns.
Baixa emissão de gases: Quando os produtos são aplicados perto de câmaras ou ópticas, é fundamental selecionar uma pasta térmica que cumpra as normas de desgaseificação da NASA. A baixa desgaseificação garante que o silicone desgaseificado não se condensará nas câmaras ou noutros dispositivos ópticos.
Conformabilidade com superfícies irregulares: A pasta se adapta melhor a formatos irregulares do que as almofadas. Isso é muito útil em EV/ESS, onde as peças podem ser difíceis de encaixar.
Custo-efetividade em escala: A pasta térmica é mais barata do que as almofadas para grandes produções. Ela economiza dinheiro porque você usa menos e as máquinas podem aplicá-la mais rápido.
Desvantagens
Requisitos técnicos da aplicação: Quando usando uma pasta termicamente condutoraÉ importante garantir que toda a superfície seja coberta conforme necessário e que uma quantidade adequada seja usada. Embora menos geralmente seja melhor, usar muito pouco não preencherá adequadamente quaisquer espaços de ar que possam existir.
O estado líquido pode dar origem a confusão: A natureza líquida das pastas termocondutoras pode provocar confusão e desperdício de material durante a aplicação. Por conseguinte, o cuidado e a precisão são fundamentais para garantir que a quantidade certa de pasta térmica é aplicada com exatidão para evitar desperdícios.
Difícil de manter: A pasta térmica seca com o tempo devido às suas fracas propriedades de hidratação. Por conseguinte, tem de ser aplicada regularmente para manter o desempenho térmico do componente.
Comparação de desempenho: testes no mundo real
Testes em ambientes reais são essenciais para verificar como os materiais térmicos funcionam em veículos elétricos/essenciais. Demonstram como eles lidam com diferentes condições.
Gerenciamento de temperatura sob carga: Pasta térmica tem melhor desempenho em situações de alta carga devido à sua boa transferência de calor. No entanto, as almofadas são mais fáceis de manusear e têm um desempenho consistente.
Confiabilidade de longo prazo em ambientes EV/ESS: Um bom gerenciamento térmico pode fazer com que as peças de EV/ESS durem mais. Ele mantém a temperatura estável, o que é bom para a vida útil das peças.
Impacto na vida útil dos componentes: A escolha entre pasta e pastilhas afeta a durabilidade das peças EV/ESS. Ajuda a evitar danos a componentes importantes, como IGBTs e MOSFETs.
O que é melhor: almofada térmica vs pasta térmica
Posso utilizar pasta térmica em vez de almofadas térmicas?
A pasta ou gel térmico pode ser uma alternativa razoável às almofadas térmicas. Em comparação com as almofadas térmicas, a pasta térmica oferece capacidades de automatização, menor impedância (no caso de alguns materiais) e a capacidade de ser mais consistente em superfícies irregulares. A utilização de pasta térmica poderá ter de ser considerada nas seguintes situações:
Maior procura de produção: Se a sua procura de produção for superior a 5.000 peças/ano, uma pasta termicamente condutora poderá ser uma escolha mais adequada.
Desenhos de padrões complexos: Se o desenho da peça envolver padrões complexos, a pasta térmica pode ser mais conveniente para aplicações automatizadas.
Fragilidade parcial: Se a peça for frágil porque a pasta de solda produz uma baixa tensão mecânica, uma pasta termicamente condutora pode ser mais adequada.
Suponha que a intenção seja substituir uma almofada térmica por uma pasta termicamente condutora. Nesse caso, alguns produtos recomendados incluem o Chomerics Therm-a-Gap Gel 75 (elevada condutividade térmica), Gel 30 ou 8010 (utilizado em aplicações automóveis com compressão ultra-baixa).
As almofadas térmicas são melhores do que a pasta térmica?
A escolha entre almofadas térmicas e pasta térmica não é uma escolha claramente "melhor", mas depende antes das necessidades específicas da aplicação. As almofadas térmicas têm sido historicamente utilizadas para uma vasta gama de aplicações e são particularmente boas na supressão de vibrações e no preenchimento de espaços. A sua natureza de aplicação manual torna-as potencialmente mais difíceis em termos de consistência da superfície.
Em contrapartida, a pasta térmica oferece capacidades de automatização, menor impedância e a capacidade de proporcionar uma maior consistência em superfícies irregulares. Como resultado, a pasta térmica pode ser mais adequada quando as necessidades de produção são maiores, o design da peça é mais complexo ou a fragilidade da peça é maior.
De um modo geral, a escolha depende dos requisitos da aplicação específica e as vantagens tanto das almofadas térmicas como da pasta térmica devem ser consideradas em conjunto e a escolha deve ser feita em conformidade.
Conclusão
Escolher o gerenciamento térmico correto para EV/ESS é importante. Não existe uma solução única para todos. Você precisa considerar as necessidades térmicas do seu sistema e escolher o melhor material.
Na trumonytechs, sabemos como é difícil escolher o material térmico certo. Muitos projetos de EV/ESS usam uma mistura de pasta térmica e almofadas. A pasta é para altas temperaturas, e as almofadas são para facilitar a montagem ou preencher espaços.
Sugerimos que você analise seu sistema de gerenciamento térmico como um todo. Seja a pasta pela condutividade ou as almofadas pela praticidade, a Trumonytechs tem as melhores soluções. Nossa equipe pode trabalhar com você para aprimorar seus sistemas EV/ESS. Contate-nos para ver como nossos materiais podem ajudar seu veículo elétrico e sistemas de armazenamento de energia.
FAQ
O que é melhor, almofada térmica ou pasta térmica?
O que é melhor, pasta térmica ou almofada térmica? Não existe uma resposta definitiva para esta pergunta e a decisão dependerá da sua aplicação específica. De um modo geral, a pasta térmica é melhor para preencher as lacunas e melhorar a eficiência da transferência de calor, mas em alguns casos uma almofada térmica pode ser mais adequada.
Uma almofada térmica pode substituir a pasta térmica?
Uma vez que a pasta térmica é utilizada num ambiente mais restritivo, não é geralmente possível substituir a pasta térmica por uma almofada térmica. Pelo contrário, é possível substituir uma almofada térmica por uma pasta térmica.
É possível utilizar almofadas e pastas térmicas em conjunto?
Não se recomenda a utilização conjunta de almofadas e pastas térmicas. Isto porque a sua utilização conjunta pode afetar a resistência térmica, o que pode levar ao mau funcionamento do dispositivo eletrónico.
As almofadas térmicas funcionam mesmo?
As almofadas térmicas podem ser utilizadas com qualquer substrato e têm uma gama mais alargada de aplicações. Além disso, as almofadas térmicas não secam com o tempo e perdem a sua condutividade térmica. Proporcionam um desempenho térmico a longo prazo para dispositivos electrónicos.
Como as almofadas térmicas e a pasta térmica diferem em sua capacidade de preencher espaços de ar?
A pasta térmica é mais eficaz no preenchimento de pequenas bolhas de ar por ser fluida. Já as almofadas térmicas, por serem pré-moldadas, podem não se ajustar tão bem a superfícies irregulares, deixando algumas folgas.
As almofadas térmicas podem ser reutilizadas após serem aplicadas a um componente?
Não, as almofadas térmicas não podem ser reutilizadas. Sua capacidade de adesão e preenchimento de espaços é perdida após a remoção.
Existem materiais de silicone específicos preferidos para aplicações de interface térmica?
Sim, alguns materiais de silicone são preferidos por sua condutividade térmica, flexibilidade e durabilidade. Eles são adequados para muitas necessidades de gerenciamento térmico de veículos elétricos e sistemas de armazenamento de energia.
