Desafíos de diseño EMI en paquetes de baterías de vehículos eléctricos: Cómo elegir la espuma conductora adecuada

A medida que los vehículos eléctricos avanzan hacia plataformas de alto voltaje de 800 V y sistemas de propulsión basados ​​en SiC , sus sistemas de gestión de baterías (BMS) y módulos de comunicación operan a frecuencias cada vez más altas. Esta evolución agrava los problemas de interferencia electromagnética (EMI) en paquetes de baterías densamente agrupados, donde una conexión a tierra inadecuada puede provocar distorsión de la señal, mal funcionamiento de los sensores o incluso fallos de seguridad.

En este entorno, la espuma conductora —el "puente electromagnético" esencial entre los módulos de batería y las cubiertas de blindaje— desempeña un papel decisivo para mantener la compatibilidad electromagnética (EMC). Sin embargo, los materiales de espuma EMI tradicionales de consumo ya no cumplen los estrictos requisitos de las aplicaciones automotrices.

Imagen: Espuma conductora aplicada para blindaje EMI en módulos de baterías de vehículos eléctricos

Tres desafíos principales para la espuma EMI de grado automotriz

1. La deformación permanente por compresión debe mantenerse por debajo del 10 %

Durante el ensamblaje de la batería, la espuma conductora suele experimentar una compresión del 20 al 30 % . Una baja resiliencia provoca una relajación por tensión, lo que reduce la presión de contacto y aumenta la impedancia de la interfaz con el tiempo.

Konlida aborda esto con sustratos PORON® de alta densidad combinados con metalización en gradiente , manteniendo una deformación permanente por debajo del 8 % después de pruebas de 1000 horas , superando el promedio de la industria del 15 %.

2. Estabilidad térmica de -40 °C a +125 °C

Las altas temperaturas durante cargas rápidas o cargas pesadas pueden superar los 100 °C. La espuma EMI estándar recubierta de níquel se oxida fácilmente, lo que aumenta la resistencia y reduce la eficacia del blindaje.

Konlida desarrolló un recubrimiento compuesto de alta temperatura : una capa base de Cu-Ni para la adhesión y una capa superior de plata para la conductividad. Tras 1000 horas de envejecimiento a 125 °C , la resistencia superficial se mantiene dentro del 15 % , lo que garantiza la fiabilidad de la conexión a tierra a largo plazo.

Imagen: Rendimiento de la espuma conductora de alta resiliencia Konlida bajo compresión a largo plazo

3. Resistencia a la vibración y consistencia EMI

La vibración constante durante el funcionamiento del vehículo puede aflojar los puntos de contacto de la espuma EMI. Konlida recomienda integrar ranuras en forma de U o protuberancias de posicionamiento en el diseño estructural, junto con un soporte de alta adherencia para mayor estabilidad.

Una prueba de un fabricante de automóviles líder mostró que después de adoptar espuma de protección EMI FOF (tela sobre espuma) con posicionamiento integrado, la variación de EMI se redujo de ±12 dB a ±4 dB , mejorando significativamente la consistencia.

Para obtener una visión más profunda de los beneficios de los materiales de protección FOF, consulte Juntas de tela sobre espuma: resistividad, eficacia de protección y rendimiento de compresión. .

Desde el suministro de materiales hasta las soluciones EMI a nivel de sistema

A diferencia de la electrónica de consumo, donde predominan los diseños delgados y ligeros , las aplicaciones automotrices exigen confiabilidad, repetibilidad y trazabilidad . Konlida ofrece una solución EMI integral diseñada para sistemas de baterías de vehículos eléctricos, que incluye:

• Adaptación estructural: Geometría de espuma personalizada para un ajuste preciso en diferentes tolerancias de módulos.

• Soporte DFM: orientación sobre diseño para fabricación para evitar desalineaciones en el ensamblaje.

• Servicios de validación: Informes completos de pruebas de niebla salina, ciclo térmico y vibración que respaldan la certificación AEC-Q200 .

"No vendemos solo rollos de espuma", dijo el director de la división de electrónica automotriz de Konlida. "Construimos una red electromagnética fiable que conecta cada nodo de alto voltaje de un vehículo eléctrico".

Para obtener información relacionada con la protección EMI a nivel de sistema, explore Blindaje EMI de PCB: desde la protección puntual hasta el aislamiento a nivel de sistema. .

Tendencia de la industria: el diseño EMI se traslada al front-end

Según una investigación de GGII, 7 de los 10 principales fabricantes de baterías de China han integrado la evaluación del blindaje EMI en la fase inicial de diseño de las estructuras de los paquetes de baterías. La selección de espuma conductora está cada vez más a cargo de ingenieros de EMC , no de los equipos de compras.

Imagen: Entorno de producción y prueba de espuma EMI de grado automotriz de Konlida

Conexiones invisibles, seguridad visible

A medida que los vehículos eléctricos evolucionan hacia arquitecturas más inteligentes y de mayor voltaje , el blindaje EMI ya no es opcional: se ha convertido en una necesidad de seguridad funcional . Cada pieza de espuma de blindaje EMI es responsable de mantener una comunicación estable entre la batería de alto voltaje y el sistema de control del vehículo .

Con innovación continua y soporte de ingeniería a nivel de sistema, Konlida garantiza que la seguridad comience desde las “conexiones invisibles” dentro de cada vehículo eléctrico.