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電動車電池組的EMI設計挑戰:如何選擇合適的導電泡沫

隨著電動車向800V高壓平台基於SiC的驅動系統邁進,其電池管理系統(BMS)和通訊模組的工作頻率也越來越高。這種發展加劇了密集電池組中的電磁幹擾(EMI)問題,接地不當可能導致訊號失真、感測器故障,甚至安全故障。

在這種環境下,導電泡沫——電池模組和屏蔽罩之間至關重要的「電磁橋樑」——在維持EMC(電磁相容性)性能方面起著決定性的作用。然而,傳統的消費級EMI泡棉材料已無法滿足汽車應用的嚴格要求。

電動車電池模組中的 EMI 屏蔽泡棉。
圖:用於電動車電池模組 EMI 屏蔽的導電泡沫


汽車級EMI泡棉面臨的三大核心挑戰

1. 壓縮變形必須保持在10%以下

在電池組組裝過程中,導電泡棉通常會經歷20%至30%的壓縮。回彈性差會導致“應力鬆弛”,從而降低接觸壓力並隨著時間的推移增加界面阻抗。

Konlida採用高密度 PORON® 基材結合梯度金屬化技術解決了這個問題,經過 1000 小時的測試後,壓縮變形仍保持在 8% 以下,優於業界平均 15%。


2. 熱穩定性:-40°C 至 +125°C

快速充電或重載時的高溫可能超過100°C。標準鍍鎳EMI泡沫容易氧化,導致電阻增加,屏蔽效能降低。

康麗達研發出高溫複合塗層以Cu-Ni為基層,提高附著力;以銀為表層,提高導電性。經125℃高溫老化1000小時後,表面電阻變化率維持在15%以內,確保長期接地可靠性。

康麗達導電泡棉的耐久性和抗壓性。
圖:康麗達高回彈導電泡棉長期壓縮性能


3. 抗振性和EMI一致性

車輛行駛過程中的持續振動會導致EMI泡棉接觸點鬆脫。康麗達建議在結構設計中整合U形槽定位凸塊,並使用高黏性背襯來確保穩定性。

某領先汽車廠商測試表明,採用一體化定位的FOF(Fabric-over-Foam)EMI屏蔽泡沫後, EMI變化量從±12dB下降到±4dB ,一致性顯著提高。

如需深入了解 FOF 屏蔽材料的優勢,請參閱“織物泡沫墊片:電阻率、屏蔽效果和壓縮性能”


從材料供應到系統級 EMI 解決方案

與消費性電子產品以「輕薄」為主導不同,汽車應用要求可靠性、可重複性和可追溯性。康麗達提供針對電動車電池系統量身訂製的全面EMI解決方案,包括:

  • 結構適應:客製化泡棉幾何形狀,以精確適應不同的模組公差。

  • DFM 支援:製造導向的設計指導,以防止組裝錯位。

  • 驗證服務:支援AEC-Q200 認證的完整鹽霧、熱循環和振動測試報告。

“我們賣的不僅僅是泡沫卷,”康麗達汽車電子部門負責人表示,“我們構建了一個可靠的電磁生命網絡,連接電動汽車中的每個高壓節點。”

有關係統級 EMI 保護的相關見解,請探索PCB EMI 屏蔽:從點保護到系統級隔離


產業趨勢:EMI 設計邁向前端

根據GGII的研究,中國十大電池製造商中,已有7家EMI屏蔽評估納入電池組結構的早期設計階段。導電泡沫的選擇越來越多地由EMC工程師而非採購團隊主導。

康麗達汽車EMI泡棉生產測試現場。
圖:康麗達汽車級EMI泡棉生產與測試環境


隱形連接,看得見的安全

隨著電動車向更智慧、更高電壓的架構轉型,EMI屏蔽已不再是可有可無的,而是功能安全的必需品。每一塊EMI屏蔽泡棉都肩負著維持高壓電池車輛控制系統之間穩定通訊的責任。

康麗達透過持續創新和系統級工程支持,確保安全從每輛電動車內部的「隱形連接」開始。

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打破EMI故障魔咒:康麗達如何利用阻抗控制讓導電泡棉更智能
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