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Publicação
Next Gen BMS Materials: Selection Of Coatings For High Voltage Applications
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
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| 6.13 MB | Adobe PDF |
Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
The high complexity and increasing reliability requirements of the systems that manage batteries (Battery Management Systems) in automotive applications have highlighted the critical role of Printed Circuit Boards (PCBs) and their protection mechanisms.
One of the key problems covered in this dissertation is the degradation and failure of PCBs, with special attention to the viability of conformal coatings as a protective solution.
This problem is particularly challenging due to the need to guarantee the durability and physical and electrical performance of PCBs in aggressive environments, where factors such as humidity, micro-particles, and thermal variations can compromise the integrity of the systems. The diversity of protective technologies and the lack of standardized evaluation methods make their analysis even more complex.
To respond to this challenge, a tool was developed that includes all the relevant coatings on the market and a table summarizing the different standards, taking reference data for each parameter studied. A detailed experimental approach was also implemented, including surface characterization (surface tension, FTIR, roughness), coating deposition, and curing methods. Functional and characterization tests, such as visual inspection, adhesion tests, electrical performance, aging, and thickness measure-ment, were carried out to evaluate the performance of the different coatings selected in this study.
The results demonstrate that the type of surface and the coating selected have a significant influ-ence on the adhesion and the physical properties of the coating. These results contribute to the bench-marking of this product, widely used in automotive electronics, providing guidelines for optimizing the protection of PCBs.
A elevada complexidade e crescente exigência de fiabilidade dos sistemas que gerem as baterias (Sistema de Controlo de Baterias) em aplicações automotivas têm evidenciado o seu papel crítico nas placas de circuito impresso (Placas de Circuito Impresso - PCB) e nos seus mecanismos de proteção. Um dos principais problemas abordados nesta tese é a degradação e falha das PCBs, com especial atenção na eficácia dos revestimentos conformais (conformal coatings) como solução protetora. Este problema é particularmente desafiante devido à necessidade de garantir a durabilidade e o desempenho físico e elétrico das PCBs em ambientes agressivos, onde fatores como humidade, micro partículas e variações térmicas podem comprometer a integridade dos sistemas. A diversidade de tecnologias protetoras e a ausência de métodos estandardizados de avaliação tornam a sua análise ainda mais complexa. Para responder a este desafio, foi desenvolvido um ficheiro onde constam todos os coatings relevantes no mercado e uma tabela que inclui um resumo das várias normas, retirando valores de referência para cada parâmetro estudado. Foi também criada uma abordagem experimental abrangente, que inclui a caracterização de superfícies (tensão superficial, FTIR, rugosidade), deposição do revestimento e métodos de cura. Foram realizados testes funcionais e de caracterização como inspeção visual, testes de adesão, desempenho elétrico, envelhecimento e medição de espessura, para avaliar a performance dos diferentes revestimentos selecionados neste estudo. Os resultados demonstram que consoante o tipo de superfície e o coating selecionado influenciam significativamente a adesão do revestimento e as propriedades físicas do revestimento. Estes resultados contribuem para o benchmarking deste produto amplamente usado na eletrónica automotiva, oferecendo orientações para a otimização da proteção das PCBs.
A elevada complexidade e crescente exigência de fiabilidade dos sistemas que gerem as baterias (Sistema de Controlo de Baterias) em aplicações automotivas têm evidenciado o seu papel crítico nas placas de circuito impresso (Placas de Circuito Impresso - PCB) e nos seus mecanismos de proteção. Um dos principais problemas abordados nesta tese é a degradação e falha das PCBs, com especial atenção na eficácia dos revestimentos conformais (conformal coatings) como solução protetora. Este problema é particularmente desafiante devido à necessidade de garantir a durabilidade e o desempenho físico e elétrico das PCBs em ambientes agressivos, onde fatores como humidade, micro partículas e variações térmicas podem comprometer a integridade dos sistemas. A diversidade de tecnologias protetoras e a ausência de métodos estandardizados de avaliação tornam a sua análise ainda mais complexa. Para responder a este desafio, foi desenvolvido um ficheiro onde constam todos os coatings relevantes no mercado e uma tabela que inclui um resumo das várias normas, retirando valores de referência para cada parâmetro estudado. Foi também criada uma abordagem experimental abrangente, que inclui a caracterização de superfícies (tensão superficial, FTIR, rugosidade), deposição do revestimento e métodos de cura. Foram realizados testes funcionais e de caracterização como inspeção visual, testes de adesão, desempenho elétrico, envelhecimento e medição de espessura, para avaliar a performance dos diferentes revestimentos selecionados neste estudo. Os resultados demonstram que consoante o tipo de superfície e o coating selecionado influenciam significativamente a adesão do revestimento e as propriedades físicas do revestimento. Estes resultados contribuem para o benchmarking deste produto amplamente usado na eletrónica automotiva, oferecendo orientações para a otimização da proteção das PCBs.
Descrição
Palavras-chave
Battery Control System Printed Circuit Board Conformal Coating Surface Characterization Electrical Tests