近日，國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公布的專利信息顯示，比亞迪申請(qǐng)了一項(xiàng)名為《金剛石-金屬?gòu)?fù)合材料及其制備方法、散熱基板、功率模塊、車輛》的專利（公開(kāi)號(hào)CN120738532A）。

這項(xiàng)專利提出，將金剛石與金屬?gòu)?fù)合，用于電動(dòng)車關(guān)鍵部件的散熱系統(tǒng)。雖然只是一個(gè)專利申請(qǐng)，但它折射出一個(gè)值得關(guān)注的方向——金剛石這種高導(dǎo)熱材料，正在逐漸進(jìn)入新能源汽車的熱管理體系。

新能源汽車在高速發(fā)展過(guò)程中，散熱問(wèn)題正變得愈發(fā)重要。電池、電機(jī)、電控三大系統(tǒng)是主要熱源，當(dāng)功率密度提高、工作環(huán)境復(fù)雜時(shí)，過(guò)熱不僅會(huì)影響性能，還可能威脅安全。

過(guò)去車企主要依靠液冷系統(tǒng)、導(dǎo)熱硅脂、鋁基散熱片等方案來(lái)控制溫度，但在向高壓高功率平臺(tái)演進(jìn)的趨勢(shì)下，這些材料的熱導(dǎo)能力已經(jīng)接近極限。要讓功率模塊更高效、體積更緊湊，必須在材料層面尋找突破口。

在各種備選方案中，金剛石無(wú)疑是*具潛力的材料之一。金剛石的熱導(dǎo)率在1000–2000W/m·K之間，遠(yuǎn)高于銅（約400W/m·K）和鋁（約200W/m·K），同時(shí)熱膨脹系數(shù)低、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，在高溫、高功率密度環(huán)境中表現(xiàn)出色。

這意味著，在電池模組或功率模塊中引入金剛石材料，可以更快導(dǎo)出熱量，降低局部溫升，從而提升系統(tǒng)可靠性。

目前的研究方向主要是將金剛石與金屬基體復(fù)合，例如金剛石-銅、金剛石-鋁、金剛石-MoCu等，通過(guò)調(diào)控顆粒分布、界面結(jié)合和多孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱性能與可加工性的平衡。比亞迪專利中提到的復(fù)合思路與這一趨勢(shì)一致——利用金剛石提供導(dǎo)熱通道，金屬承擔(dān)結(jié)構(gòu)與成型功能。

這種材料不僅在實(shí)驗(yàn)室中被驗(yàn)證，在國(guó)際市場(chǎng)上也已有初步應(yīng)用。ElementSix、日本住友電工等企業(yè)推出基于CVD金剛石的散熱材料，部分已用于射頻功率放大器、雷達(dá)模塊及SiC功率器件。

在國(guó)內(nèi)，隨著CVD工藝和金剛石微粉制備技術(shù)的成熟，相關(guān)研究和產(chǎn)業(yè)化布局也在加速。部分企業(yè)已經(jīng)能夠穩(wěn)定生產(chǎn)金剛石復(fù)合材料散熱片，用于高功率電子器件熱管理驗(yàn)證。

對(duì)于新能源汽車而言，金剛石復(fù)合材料的應(yīng)用場(chǎng)景主要集中在三個(gè)方面。

一是電池?zé)峁芾�。金剛石可制成�?dǎo)熱片，貼合在電池模組表面，幫助在充放電過(guò)程中快速導(dǎo)出熱量，保持電芯溫度均勻。

二是功率模塊。電控系統(tǒng)中的IGBT或SiC器件發(fā)熱集中，采用金剛石-金屬?gòu)?fù)合基板可以明顯降低結(jié)溫，減小熱應(yīng)力，延長(zhǎng)器件壽命。

三是電機(jī)系統(tǒng)。在高功率電驅(qū)單元中，部分研究正在嘗試將金剛石復(fù)合材料用于電機(jī)端蓋或定子殼體，提高整體熱擴(kuò)散能力。

當(dāng)然，金剛石并非“*解”。目前其主要挑戰(zhàn)在于成本、界面熱阻控制和可靠性驗(yàn)證。尤其在汽車行業(yè)這樣對(duì)成本極為敏感的領(lǐng)域，金剛石散熱方案更可能首先用于高端車型或高功率模塊中，再逐步向中低端應(yīng)用滲透。

與此同時(shí)，研究者和企業(yè)也在不斷優(yōu)化材料設(shè)計(jì)和復(fù)合工藝，例如通過(guò)金屬涂層、界面鍵合層或梯度結(jié)構(gòu)，降低界面熱阻，提高成品一致性。

從更大的產(chǎn)業(yè)視角看，金剛石熱管理材料的崛起并非偶然。當(dāng)前功率電子正向更高電壓、更高頻率、更緊湊封裝方向發(fā)展，無(wú)論是新能源汽車、儲(chǔ)能逆變器，還是AI服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心，都面臨類似的散熱瓶頸。

金剛石-金屬?gòu)?fù)合材料具備通用性優(yōu)勢(shì)，一旦成本和工藝趨于成熟，其應(yīng)用將不僅限于汽車，還會(huì)延伸至更廣的電子系統(tǒng)。

比亞迪的這項(xiàng)專利可能只是一個(gè)技術(shù)儲(chǔ)備，但它顯示出整車廠正在提前布局新一代熱管理材料。過(guò)去幾年，“熱管理”更多是系統(tǒng)工程問(wèn)題；未來(lái)，它也將成為材料科學(xué)的競(jìng)技場(chǎng)。

當(dāng)功率電子器件持續(xù)升溫、系統(tǒng)集成度不斷提升時(shí)，誰(shuí)能率先解決散熱瓶頸，誰(shuí)就能在下一輪性能競(jìng)爭(zhēng)中占得先機(jī)。金剛石，或許正是在這場(chǎng)熱管理革新中扮演關(guān)鍵角色的材料之一。

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