聚焦電動車散熱工程方案，高柏科技推出一條龍散熱對策服務

成立於 2003 年的高柏科技（T-Global），一開始從導熱介面材料（TIM）起家，隨著 5G、IoT、電動車的蓬勃發展，為了滿足客戶更具整體性散熱的強烈需求，該公司隨即推出能彈性滿足各種客製化需求的散熱模組，緊接著又更進一步推出結合熱模擬產品顧問服務、先進材料與應用工程的一條龍散熱對策服務，透過更全面性的技術諮詢、規格討論與產品設計，進而為客戶提供最合適的散熱工程解決方案。

多年來，高柏科技已累積超過 4,000 家世界知名客戶指定使用，包括特斯拉、Gogoro、中華汽車、小鵬及台朔汽車在內的客戶，產業橫跨伺服器中心、5G 手機、通訊、車用電子、鋰電池、面板、電源供應器、醫療及軍用科技等領域。近年來，電動車的蓬勃發展尤其受到矚目，在特斯拉的引領下，傳統汽車大廠也紛紛全力發展電動車，預估 2025 年到 2026 年之際，將會出現電動車銷售量超越燃油車的「黃金交叉點」。根據高柏科技產品長游寶翰的估計，從去年開始，電動車散熱市場規模每年皆以兩三倍的成長幅度向上發展。

散熱成為電動車設計重點，電池模組則是電動車散熱的重中之重

在各大廠致力開發更先進智慧電動車系統的同時，散熱問題已然成為當前電動車設計上的重中之重。由於電動車內充斥電池封包、車載智慧系統以及各種需要接電的電控元件，所以會形成電生熱的現象，極需進行解熱工程，否則一旦溫度過高就會對車用電池模組、電子元件及各類智慧系統造成運作及壽命上的影響。

游寶翰表示，與傳統燃油車不同的，電動車的動力來源來自體積龐大占了整個車身與底盤空間幾近一半的電池模組，電池在充電與放電時都會產生大量的熱能。尤有甚者，比起傳統燃油車約需花費 5 到 10 分鐘才會慢慢升溫，電動車只需 1 到 3 分鐘就會產生幾百瓦以上的熱能，所以如何快速有效的進行熱管理，以避免電池壽命與充放電效率受到影響便成為關鍵。

目前針對電動車電池模組的解熱設計重點，在於透過傳導方式將廢熱帶至電池模組外殼進行熱交換。實作上會針對電池與電池之間的縫隙，透過單劑型導熱膠泥或雙劑型導熱封膠進行填縫，同時會在電池頂部或底部搭配低導熱係數（約 2.0 至 3.0 W/mk）的軟性導熱墊片將熱引導至外殼。由於電池在長期高溫下會容易出現膨脹，並擠壓到其他車用元件或機構，進而造成汽車高速行進中的風險。對此，高柏科技除了運用上述導熱機制外，並進行溫度牆設定，一旦溫度超過 45度 就會自動進入保護機制。

▲電動車汽配 TIM 與導熱元件設計示意圖。（Source：高柏科技）

為客戶把關從 ADAS 中控台到馬達的電動車散熱設計重點

除了電池模組外，電動車還有其他值得關注的解熱重點，包括 ADAS 先進駕駛輔助系統/中控台、車用多媒體影音導航系統、行車記錄器、電壓轉換器及馬達。不僅如此，電動車中的行車電腦、跟車雷達、座艙螢幕，乃至自駕車上的光達/攝影鏡頭都是熱源所在，也都是散熱工程設計上需要注意的環節。

如今 ADAS 中控系統內建功能愈益多元，因而在運作上會產生許多廢熱，其中尤以電子控制單元（ECU）的散熱問題最為重要。目前主流解熱方案是採用可因應基板上許小尺寸晶片散熱的不同厚度的小尺寸導熱墊片（導熱係數約在 4.0 至 6.0 W/mk），然後再將廢熱導至大面積的鋁擠型散熱片上。

至於車用多媒體影音導航系統的熱處理重點在於影像處理晶片，需要藉助高導熱係數的導熱墊片，一樣將廢熱傳導到散熱片上，為了避免廢熱過度集中問題，亦可搭配熱導管來分散廢熱。目前針對空間有限的行車記錄器，除了會採用因應攝錄鏡頭的低揮發或非矽型導熱墊片之外，陶瓷散熱片搭配導熱雙面膠、外殼開孔或加裝小型風扇等都是常見的解決之道。

再就電壓轉換器來說，為了解決電壓轉換瞬間所產生的大量廢熱，以避免會對轉換效率造成影響的高溫出現，透過導熱係數約在 2.0 至 4.0 W/mk 之間的較厚導熱墊片，以便將熱傳導至金屬外殼會是最佳設計要訣。在馬達方面，傳統上會以凡立水散熱漆料塗在馬達銅線線圈上。高柏科技技術長洪贊濠強調指出，目前高柏科技正在開發添加導熱填料的導熱漆料，以及在凡立水中添加幅射性散熱填料的做法，來實現更佳的馬達散熱效率。

以導熱介面材料起家的高柏科技，長年致力於能滿足顧客客製化需求的產品設計研發與量產需求，其主力產品包括 TG-A7000導熱膠泥、TG-A3500 超軟導熱矽膠片及 S730/TG-A730 導熱封膠。值得一提的是，該公司除了領先業界開發出導熱係數超越 17 W/mk 的導熱介面材料外，並成功在一年內量產出符合德國零組件供應商柏格華納（Borg Warner）的 5 W/mk 導熱凝膠，堪稱是高柏科技在車用電子領域贏得漂亮勝利的第一仗。洪贊濠興奮地表示，該公司今年更成功開發出導熱係數高達 25 W/mk 的導熱矽膠墊片，這使得該公司在市場上得以與日本導熱材料領導廠商日本富士高分子平起平坐。

秉持「所有散熱皆從導熱開始」，蛻變成為散熱工程顧問服務公司

「所有散熱皆從導熱開始，」游寶翰強調這是高柏科技經營散熱市場的最高指導原則。在此原則的引領下，該公司約莫從 5、6 年前開始根據不同散熱管理需求，將產品研發一舉從導熱介面材料，跨越到均溫板、熱導管等導熱元件，以及散熱片及散熱風扇等主被動散熱元件上，並進一步彈性搭配出不同的散熱模組，一躍而成為全面性客製化散熱解決方案供應商。

▲高柏科技實驗室一隅。（Source：高柏科技）

以往個別的散熱元件與機制多半只能處理單點的廢熱問題，面對內含多個熱點的電動車，就需要事先進行整體性的散熱評估分析，才能實現系統性的散熱功效。針對這樣的需求，高柏科技特別引進適用於所有產品開發中進行熱管理模擬分析與規劃的 FloTHERM XT 熱流模擬軟體、FloTHERM 電子散熱分析軟體與 FloEFD 獨特網格技術，進而打造出從顧客產品開發初期便能協助最全面性散熱設計的一條龍散熱對策服務。

隨著產品顧問服務的推出之後，高柏科技也蛻變成為擁有雄厚客製化散熱工程方案與技術基礎的散熱工程顧問服務公司。結合先進材料部門的導熱介面材料研發實力、應用工程部門最無與倫比的彈性化散熱模組，以熱流模擬軟體為強大後盾的一條龍散熱對策服務，以及累積 20 多年的產業經驗優勢，高柏科技因而能為每個客戶提供當下最合適、可量產的熱工程解決方案，進而攜手客戶與合作夥伴共同打造出智慧、優質、高效、零碳排的「第三生活空間」。

（首圖來源：高柏科技；高柏科技產品長游寶翰（右）與技術長洪贊濠（左）合照）