據外媒報道，厚膜技術已在汽車行業得到廣泛應用，可滿足高可靠性電路、具有挑戰性的傳感器應用和強大的無源元件的需求。隨著電動汽車和電池管理系統的發展，對厚膜材料的需求再次擴大。

 

（圖片來源：Heraeus）

 

電動汽車與內燃機車輛（ICE）的主要區別之一，在于所產生的廢熱。ICE車輛已將廢熱用于多種用途，包括車內供暖。然而，電動汽車必須使用主動加熱系統，因為電池系統產生的廢熱不足以滿足駕駛室舒適度需求。此外，在電池組啟動、運行和充電時，電池管理系統需要有效控制溫度，這對于在較冷氣候下使用電動汽車尤為必要。  

 

厚膜技術能夠提供加熱精度、可重復性、設計靈活性和功率處理能力，并滿足空間限制，非常適合這種應用。加熱器是非常簡單的電路，具有受控電阻，可在給定功率輸入下輸出所需的溫度。根據所選擇的材料，厚膜加熱器可以是自限性的，也可根據控制系統的要求，設計成具有高或低電阻溫度系數。厚膜加熱器可以構建在多類基板上，兼容從零度以下到 700°C 以上的工作溫度，幾乎沒有功率要求限制。  

 

最常見的厚膜加熱器使用不銹鋼基板，但也可使用聚合物基材、玻璃、氧化物和氮化物基陶瓷以及鋁材料系統。過去幾年，基于不銹鋼基板的加熱器，因可靠性高、使用壽命更長、溫度循環和功率處理能力而得到廣泛應用，如在電動汽車中，用于電池管理系統及提升車艙舒適度。用于車輛加熱應用的現有技術，是正熱系數 (PTC) 塊加熱器。然而，厚膜加熱器即使很小的空間內，也可以處理高功率密度，遠高于傳統PTC塊。厚膜加熱器還可以在比PTC高得多的溫度下運行，因為PTC材料在高溫下運行時會失去自控作用，甚至會降解。

 

Heraeus厚膜加熱器材料，通過絕緣體、導體、電阻器和保護層系統，提供能夠滿足這些條件的解決方案。包括最近發布的突破性產品SD1020，專門解決了現有厚膜和不銹鋼基板之間熱膨脹系數（CTE）不匹配的問題，從而提升長期可靠性。SD1020是一種適用于300和400系不銹鋼的單一厚膜漿料。

 

隨著電動汽車發展，供應商正在不斷突破成本、效率和電池里程界限，以進一步取得成功。因此，對于加熱器技術而言，可能需要比不銹鋼更輕且導熱性更好的基材，比如鋁。這也帶來了對創新解決方案的新挑戰。首先，不銹鋼和鋁厚膜的加工溫度明顯不同（分別為850°C和550-575°C），因此必須考慮系統限制。為了在兩種基板類型之間提供類似的加熱器屬性，每個系統的設計規則大不相同。目前，使用直流電這一概念越來越明確，這需要深入了解厚膜加熱器技術。隨著電壓不斷增加，還需要提高設計能力。

 

在這些方面，Heraeus擁有材料技術專業知識和重要的原型化資源，有助于快速實現商業化設計。