Desafios de design de EMI em baterias de veículos elétricos: como escolher a espuma condutora correta

À medida que os veículos elétricos avançam em direção a plataformas de alta tensão de 800 V e sistemas de acionamento baseados em SiC , seus sistemas de gerenciamento de bateria (BMS) e módulos de comunicação operam em frequências cada vez mais altas. Essa evolução amplia os problemas de interferência eletromagnética (EMI) em conjuntos de baterias densamente compactados, onde o aterramento inadequado pode levar à distorção do sinal, mau funcionamento do sensor ou até mesmo falhas de segurança.

Nesse ambiente, a espuma condutora — a "ponte eletromagnética" essencial entre os módulos de bateria e as capas de blindagem — desempenha um papel decisivo na manutenção do desempenho de EMC (compatibilidade eletromagnética). No entanto, os materiais tradicionais de espuma EMI de uso doméstico não atendem mais aos rigorosos requisitos das aplicações automotivas.

Imagem: Espuma condutora aplicada para blindagem EMI em módulos de bateria de VE

Três desafios principais para espuma EMI de nível automotivo

1. A compressão definida deve permanecer abaixo de 10%

Durante a montagem da bateria, a espuma condutora normalmente sofre uma compressão de 20 a 30% . A baixa resiliência causa "relaxamento de tensão", reduzindo a pressão de contato e aumentando a impedância da interface ao longo do tempo.

A Konlida aborda isso com substratos PORON® de alta densidade combinados com metalização de gradiente , mantendo uma compressão definida abaixo de 8% após testes de 1000 horas , superando a média do setor de 15%.

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

Altas temperaturas durante carregamento rápido ou cargas pesadas podem exceder 100 °C. A espuma EMI revestida de níquel padrão oxida facilmente, resultando em maior resistência e menor eficácia de blindagem.

A Konlida desenvolveu um revestimento composto para altas temperaturas — uma camada base de Cu-Ni para adesão e uma camada superior de prata para condutividade. Após 1.000 horas de envelhecimento a 125 °C , as alterações na resistência da superfície permanecem dentro de 15% , garantindo a confiabilidade do aterramento a longo prazo.

Imagem: Desempenho da espuma condutora de alta resiliência Konlida sob compressão de longo prazo

3. Resistência à vibração e consistência de EMI

A vibração constante durante a operação do veículo pode afrouxar os pontos de contato da espuma EMI. A Konlida recomenda a integração de ranhuras em forma de U ou saliências localizadoras no projeto estrutural, juntamente com um suporte de alta aderência para estabilidade.

Um teste de uma montadora líder mostrou que, após adotar a espuma de blindagem EMI FOF (Fabric-over-Foam) com posicionamento integrado, a variação de EMI caiu de ±12dB para ±4dB , melhorando significativamente a consistência.

Para uma análise mais aprofundada dos benefícios dos materiais de blindagem FOF, consulte Juntas de tecido sobre espuma: resistividade, eficácia de blindagem e desempenho de compressão .

Do fornecimento de materiais às soluções de EMI em nível de sistema

Ao contrário dos eletrônicos de consumo — onde predominam os conceitos "finos e leves" — as aplicações automotivas exigem confiabilidade, repetibilidade e rastreabilidade . A Konlida oferece uma solução EMI abrangente, personalizada para sistemas de baterias de veículos elétricos, incluindo:

• Adaptação estrutural: Geometria de espuma personalizada para ajuste preciso em diferentes tolerâncias de módulo.

• Suporte DFM: orientação de projeto para fabricação para evitar desalinhamento de montagem.

• Serviços de validação: Relatórios completos de testes de névoa salina, ciclo térmico e vibração com suporte à certificação AEC-Q200 .

“Não vendemos apenas rolos de espuma”, disse o chefe da divisão de eletrônicos automotivos da Konlida. “Construímos uma rede de vida eletromagnética confiável que conecta todos os nós de alta tensão de um veículo elétrico.”

Para obter insights relacionados à proteção EMI em nível de sistema, explore Blindagem EMI de PCB: da proteção pontual ao isolamento em nível de sistema .

Tendência do setor: o design EMI passa para o front-end

De acordo com uma pesquisa da GGII, 7 dos 10 maiores fabricantes de baterias da China já integraram a avaliação da blindagem EMI na fase inicial de projeto das estruturas dos conjuntos de baterias. A seleção da espuma condutora é cada vez mais liderada por engenheiros de EMC , e não por equipes de compras.

Imagem: ambiente de produção e teste de espuma EMI de nível automotivo da Konlida

Conexões invisíveis, segurança visível

À medida que os veículos elétricos transitam para arquiteturas mais inteligentes e de alta voltagem , a blindagem EMI não é mais opcional — é uma necessidade funcional de segurança . Cada peça de espuma de blindagem EMI tem a responsabilidade de manter a comunicação estável entre a bateria de alta voltagem e o sistema de controle do veículo .

Com inovação contínua e suporte de engenharia em nível de sistema, a Konlida garante que a segurança comece nas “conexões invisíveis” dentro de cada VE.