基於新能源汽車（chē）充電樁框架的絕緣材料應用進展

新能源汽車充電樁是新能源（yuán）汽車應用中的核心部件，其主要部件如電（diàn）源模塊等，一直存在的（de）散熱問題有待解（jiě）決（jué）。在（zài）新能源汽車（chē）充電樁材（cái）料應用領域（yù）中，可利用導熱絕緣片等新型材料（liào），達到充電樁框架中電源模塊等組件的絕緣與散熱效果，經過實踐後獲得了良好的效果。

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新能源汽車充（chōng）電樁與絕緣材料

隨著新能源汽車發展進程的不斷加快，開拓（tuò）新能源汽車（chē）充電樁的功能運（yùn）用性成為當（dāng）務之急。導熱絕緣片作為充電樁框架（jià）中重要的導熱材料，擁有良好（hǎo）市場發展前景。

目（mù）前應用在新能源（yuán）汽車中（zhōng）半導體晶體管、絕緣柵（shān）雙極型晶體管等產品，在功率（lǜ）模塊上的應用效果良好。新能源汽車充電器主要（yào）由AC/DC、變換（huàn）器和DC/DC 變（biàn）換器構成PFC 變換器，可使工作效率顯著（zhe）提升，輸出濾波電感和（hé）電容的（de）紋波電壓、紋（wén）波電流等減小濾波電感和（hé）電容體積，降低（dī）電流波紋，提高電容工作的可（kě）靠性，將整（zhěng）個變換器體積的減小。導熱（rè）絕緣片的（de）性能與（yǔ）傳統的器件相比（bǐ），能夠在更高的工作溫度和較高的工作電壓下具有更高的電子飽和漂移速度，可應用於承受擊穿電壓較高的部位[1]。

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新能源汽車充電樁中（zhōng）絕緣材料的應用

2.1 導熱絕緣片在新能源汽車充電樁中的應用

導熱絕緣（yuán）片主（zhǔ）要位於充（chōng）電樁的散熱模（mó）塊部位，采用TIS 導熱絕（jué）緣片無論是對於快充充電樁（zhuāng）的運行（háng）還是慢充充電樁的運行都具（jù）有良好的效果。傳統（tǒng）的簡單風扇散熱器和原有的導熱陶瓷片（piàn），已經不能滿（mǎn）足高效率、高（gāo）熱量的電源模塊的（de）導熱需求。針對（duì）充電樁基本的結構、連接位置、電線電纜、內部元件等特性，采用TIS 係列導熱矽膠片，可（kě）實現高效的絕（jué）緣性能。TIS 係列導熱絕緣片，能（néng）夠同時（shí）達到導熱和絕緣的效（xiào）果。材料使用時：將絕緣性的矽膠片放入到導熱材料中，能夠實現低熱阻的高壓絕（jué）緣，具有良好的傳導性與良好的電介質強度，保障充電樁能夠高（gāo）效率地工作。從而實（shí）現新能源汽車智能（néng）化、輕（qīng）量化（huà）、集成化使用（yòng）[2]。

在新能源汽車發展過程中，采（cǎi）用提（tí）高功率變換器高溫下的可靠性技術，針對（duì）冷（lěng）卻係（xì）統要求高的情況下，在功（gōng）率轉換器部分要求冷卻係統（tǒng）保持在70 度左右的時候仍能（néng）正常工作。導熱片工作結溫達到300 度。采用寬（kuān）禁帶器件（jiàn）構成的功率轉（zhuǎn）換器（qì），可在更高的環境溫度下正常工作，也可以將引（yǐn）擎冷卻係統和功率轉換器係統（tǒng）合（hé）二為一。

2.2 阻燃塑料在新能源充電（diàn）樁中的應用

阻燃材料在新能（néng）源充電（diàn）樁中，主要運用（yòng）於充電連接元件、充電樁（zhuāng）、殼體、電源模塊、外殼、充電器等可見部件（jiàn）。其具有良（liáng）好的阻燃性、高耐熱性和電氣絕緣性。由於連接器（qì）件是金屬，使用中（zhōng）插拔次數較高，材料（liào）應具有耐熱性和阻燃性，才能避免引起火災。例如無鹵阻燃（rán）材料滿足阻燃性，並具（jù）有抗金屬腐蝕性的特點，且熱穩定較好。運用阻燃塑料尼龍材料，可實現新能源汽（qì）車高壓充電係統的良好的絕緣性能。在汽車充電連接元件用料上，阻燃塑料運用較多，其具有防火、防水、防（fáng）電、防爆的特點，在充（chōng）電樁殼、體、插（chā）頭、插座、電源模塊、外殼等運用較多。在（zài）插頭、插座部位目前還使用一係列改性材料，其耐熱性能（néng）更強。薄壁PP 材料可實現充電樁減重，薄壁化的充電材料采取（qǔ）更薄的壁厚設計，取代傳統較厚（hòu）的壁（bì）厚設計。充電（diàn）樁作為新能源汽車使用中的重要功能部件，在功能（néng）上（shàng）需要得到保護，更要追求輕量化，使用薄壁（bì）PP 材料，能夠有效的降低其重量，同時也能發揮阻燃的作用。薄壁PP 材（cái）料具有高模量、高韌性和高流動性的性能，能夠在材料（liào）充模時減少流動空間，增大流動阻力，在模具（jù）溫度等條件的設定上可以避免缺膠（jiāo）問題。通（tōng）過製件結構的優化，設（shè）計材料自身模量提高，可以緩衝外界（jiè）衝擊，具有很（hěn）好的抗衝擊能力。其發展與汽車輕量化趨勢相配合，滿足（zú）了充（chōng）電樁的配套設施和零部件的使用（yòng）要求[3]。阻燃材（cái）料為電池框架提供絕緣性能，動（dòng）力電池係統作為汽車的能量存儲裝置，給電動（dòng）汽車的驅動提供能量，可擁有多個電池（chí）管（guǎn）理係統，包含多個電池包、動力電池、阻燃係統，阻燃材料成為動力電池模組結構中首選材料。阻燃塑（sù）料充分考慮電池串聯、高（gāo）壓連接間的絕緣保護問（wèn）題，滿足電（diàn）池模塊（kuài）的（de）裝配鬆度適中、各個結構件具有足夠的強度（dù）的要求（qiú），防止電（diàn）池因內外力作用發生破壞。

采用阻燃材料為（wéi）電池框架減重與（yǔ）絕緣，實現了動力電池模組作為動力電池係統的結構之一的（de）良好運行。其采用並聯的方式，將保護線路和外殼進（jìn）行組合，經串聯形成動力電池單體（tǐ），再結合（hé）整車設計要求的前提下（xià），再進行電（diàn）池模組的設計，根據動力電池係統設計的整（zhěng）體要求，將組件結構形狀加以確定，采用電池（chí）成組固定的方式，各個結（jié）構部件都有足夠的強（qiáng）度，充分考慮了電池串聯後高壓連接間（jiān）的絕緣問題，防止爬電距離和絕緣間隙[4]。阻燃塑料作為電池模組結構間的首（shǒu）選材料，在設計過程中要求質量輕，且塑料具有多種材料的廣泛選擇性，可以滿足電池裝配和安全需求。

2.3 阻燃耐候材料在新能源充電樁中的應用

隨著新能源汽車的發展，結合充電樁的使用場（chǎng）地，室內充電樁和室內外充電樁的防護等級都要達到P32 以上。尤其（qí）是在麵對外部惡劣天氣的時候，充電樁要具（jù）有良好的（de）壁壘條件與絕緣性（xìng），防護等級需（xū）達到IP54，方能保證車身安全、充電設備安全和（hé）人身安全。充電樁對材（cái）料的耐候性和抗衝擊性等性能具有較高要（yào）求，在配套設施上要求使用更好的阻燃耐（nài）候材料，保障充電樁安全運行。目前經過測試項目以及實驗之後，輕量（liàng）化材料是未來新能源汽（qì）車的發展趨勢，例如輕量化的導熱矽膠片可以為動力電池減負。在（zài）動力電池中包含了多達幾十片的導熱矽膠片（piàn），提高動力電池能量密度的（de）前提下，能夠實現新能（néng）源汽車導航裏程的增加，而且導熱矽膠片使用密度輕量化的特性，使（shǐ）得新能源汽車（chē）動力電池的性能增（zēng）多，實現了可持續發展和節能減排雙重目標[5]。塑（sù）料和複合材料結合，可形成性能優異的輕質材料。如碳刷座絕緣件對應於（yú）待衝壓成型的碳刷座絕緣（yuán）件內脫（tuō）板（bǎn）的形狀，有與內脫（tuō）板的（de）形狀一致（zhì）的（de）開口，凹模板中間下模組件有與碳刷座絕緣件上的（de）安裝（zhuāng）孔對應的衝針孔，從上到下依次布置（zhì）有導柱固定板（bǎn）和底板，衝（chōng）針孔的周壁和內脫（tuō）板的外周緣設有吹氣孔。通過吹氣孔（kǒng）提（tí）高模（mó）具的排料排屑能力，避免因排料排屑不暢引起一（yī）係列問題。

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結語

新能源汽車充電樁（zhuāng）框架中絕緣材料的選（xuǎn）擇（zé）與應用，在新（xīn）能源汽（qì）車使用性能（néng）和安全保障上發揮重要的作用（yòng）。未來在政策扶持和市場刺激下，新（xīn）能源（yuán）汽車消費趨勢將不斷升溫，充電樁材料的（de）應用也會隨著充電樁的需求不斷猛增而不斷進行研發與升級。應針（zhēn）對新能（néng）源汽車充電樁係統的（de）功（gōng）能需求進行材料方案的設計（jì），圍繞防火、防電、防水等，在充電樁殼體、插頭、插座、電（diàn）源模塊、充電器等方麵充（chōng）分運用阻燃、絕緣的優良材料（liào），提高（gāo）新能源汽車充電樁的使用性能。