基於新能源汽車充電樁框架的絕緣材料應用進展

新能源汽車充電樁是新（xīn）能源汽車應用中（zhōng）的核心部件，其主要部件如電源模塊等，一直存在的散熱問題有待解決。在新能源汽車充電（diàn）樁材料應用領（lǐng）域中，可利用導熱絕緣片等新型材料，達到充電樁框架中電（diàn）源模塊等組件的絕緣與散熱效果，經過實踐後獲得了良好（hǎo）的效果。

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新能源汽車充電樁與絕緣材料

隨著（zhe）新能（néng）源汽車發展進程（chéng）的不斷加快，開拓新（xīn）能源汽車充電樁的功能運（yùn）用性成為當務之急。導熱（rè）絕緣片作為充電樁框架中重（chóng）要的導熱（rè）材（cái）料，擁有良好市場（chǎng）發展（zhǎn）前景。

目前應用在新能源（yuán）汽車中半導體晶體（tǐ）管（guǎn）、絕緣柵雙極（jí）型晶體管（guǎn）等產品（pǐn），在（zài）功率模塊（kuài）上的應用效果良好（hǎo）。新能源汽車充電（diàn）器主要由AC/DC、變換器和DC/DC 變換（huàn）器構成PFC 變換器，可（kě）使（shǐ）工作效率顯著提升，輸出濾波電感和電容的紋波電壓、紋波電（diàn）流等減小濾波電感和電容體積，降低電流波紋，提高電容工作的可靠性，將整（zhěng）個變換器體積的減小。導熱絕緣片的性能與傳統的（de）器件（jiàn）相比，能夠在更高的工作（zuò）溫度（dù）和較高（gāo）的工作電壓下具有更高的電子飽和漂移速度，可（kě）應用於承受擊穿電壓（yā）較高的部位[1]。

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新（xīn）能源汽車充電樁中絕（jué）緣材料的應用（yòng）

2.1 導熱絕緣片在新能源汽車充電樁中的應用

導熱絕緣片主要位於（yú）充電（diàn）樁的散熱模塊部位，采用TIS 導熱絕緣片無論是對於快充充電樁的運行還是慢充充電樁的運行都具有（yǒu）良好的效（xiào）果。傳統（tǒng）的簡單風扇散熱器和原有的導熱陶瓷片，已經不能滿足高效（xiào）率（lǜ）、高熱量的電（diàn）源模塊的導（dǎo）熱需求。針對充（chōng）電樁基本的結構、連接位置、電線電纜、內（nèi）部元件等特性，采（cǎi）用TIS 係列導熱矽膠片，可實現高效的絕緣性能（néng）。TIS 係列（liè）導熱絕緣片，能夠同時達到導熱和絕緣（yuán）的效果。材料使用時：將絕緣性的矽膠片放入（rù）到導熱材（cái）料（liào）中，能夠實現低熱阻（zǔ）的高壓絕（jué）緣，具有良好的傳導性與（yǔ）良好的電介質強度，保障充電樁能夠（gòu）高效率地工作。從而實現新能（néng）源（yuán）汽車智能化、輕量化、集成化使用（yòng）[2]。

在（zài）新能源汽車發（fā）展過程中，采用提高功率變換器（qì）高溫下的可靠性技術，針對冷（lěng）卻係統要求高的情況下，在功率轉換（huàn）器部分要求冷卻係統保持在70 度（dù）左右的時候（hòu）仍能正常工作。導熱片工作結溫（wēn）達到300 度。采用寬禁帶器件（jiàn）構成的功率轉換（huàn）器，可在更高的環境溫（wēn）度下正常工作（zuò），也可以將引擎冷卻係統和功率轉換（huàn）器係（xì）統合二為一。

2.2 阻燃塑料在新能源充電樁中的（de）應用

阻燃材料在新能源充電樁中，主要運用於充（chōng）電連接元件、充電（diàn）樁、殼體、電源模塊、外殼、充電（diàn）器等可見部件。其具有良好（hǎo）的阻燃性、高耐熱性（xìng）和電氣絕（jué）緣性。由於連接器件是金（jīn）屬，使用中插拔次數（shù）較高，材料應（yīng）具有耐熱性和（hé）阻燃性，才能（néng）避免引起火災。例如無鹵阻燃材料滿足阻燃性，並具有（yǒu）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，可實現新能源汽車高壓充電係（xì）統（tǒng）的良好的絕緣性能（néng）。在汽車充電連接元件用料上，阻（zǔ）燃塑料運用較多（duō），其具有防火、防水、防（fáng）電、防爆的特點，在充電樁殼、體、插頭、插座、電源模塊、外殼等運用較多。在插（chā）頭、插（chā）座（zuò）部位目前還使（shǐ）用一係列改性材料，其耐熱性能更（gèng）強。薄壁PP 材料可實現（xiàn）充（chōng）電樁減重，薄壁（bì）化的充電材料（liào）采取更薄的壁厚設計，取代傳（chuán）統較厚（hòu）的壁（bì）厚設（shè）計。充電樁作為新能源汽（qì）車使用（yòng）中的重要功能部件，在功能上需要得到保（bǎo）護，更要追（zhuī）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（de）作用。薄壁PP 材料具有高模量、高韌（rèn）性和高流動性（xìng）的性能，能夠在材料充模時減少流動空間，增（zēng）大流動阻力，在模具溫度等條件（jiàn）的設（shè）定上可以避免缺膠問（wèn）題。通過（guò）製件（jiàn）結構的優化，設計（jì）材料自身模量提高，可以緩（huǎn）衝外（wài）界（jiè）衝擊，具（jù）有很好的抗衝擊能力。其發展與汽車輕量化趨勢相配合，滿足了充電樁的配套設施和（hé）零部（bù）件的使用要求[3]。阻燃材料為電池框架提供絕緣性能，動力（lì）電池係統作為汽車的能量存儲（chǔ）裝置（zhì），給電動汽車的驅動提供能（néng）量，可擁有多個電池管理（lǐ）係統，包含多個電池包、動（dòng）力電池、阻燃係統，阻燃材料成為（wéi）動力電池模組結（jié）構中首選材料。阻燃塑料充分考慮電池串聯、高壓連接間（jiān）的絕緣（yuán）保護問題，滿足電池模塊的裝配鬆度適中、各個結構件具有（yǒu）足（zú）夠的（de）強度的要求，防止電池因內外力作用發生破壞。

采用阻燃材料（liào）為（wéi）電池框架（jià）減重與絕緣，實（shí）現了動力（lì）電（diàn）池模（mó）組作為動（dòng）力（lì）電池係統的結構之一的良好運行。其采用並聯的方式，將保護線路（lù）和外殼進（jìn）行組合，經串（chuàn）聯形成動力電池單體，再結合整車設計要求的前提（tí）下，再進行電池模組（zǔ）的設計，根據動力電池（chí）係統設計（jì）的整體要求，將組件結構形（xíng）狀加以確定，采用電池成組固定的方式，各個結構部件都有足夠的強度，充分考慮了電池串聯（lián）後高壓連接間的絕緣問題（tí），防止爬電距離和絕緣（yuán）間隙（xì）[4]。阻燃塑料作為電池模組結構間的首選材料，在設計過程中要求質量輕（qīng），且塑料具有（yǒu）多種材料的廣（guǎng）泛選擇性，可以滿足電（diàn）池裝配和安（ān）全需求。

2.3 阻燃（rán）耐候材料在新能源充電樁（zhuāng）中的應（yīng）用

隨著新（xīn）能源汽車（chē）的發展，結合充電樁的使用場地，室內充電樁和室內外充電樁的防護等級都要達到P32 以上。尤其是在麵對外部惡劣天氣的時候，充電樁要具有良好（hǎo）的壁壘條件（jiàn）與絕（jué）緣性，防（fáng）護等級需（xū）達到IP54，方能保證車身安全、充（chōng）電設備安全（quán）和人身安全。充電樁對材料的耐候性和抗衝擊（jī）性等性（xìng）能具（jù）有較高（gāo）要求（qiú），在（zài）配套設施上要（yào）求（qiú）使用更好的阻燃耐候材料，保障充電（diàn）樁安全運行。目前經過測試項目以及實驗之後，輕量化材料是（shì）未來新能源汽（qì）車的（de）發展趨勢（shì），例如輕量化的導熱矽膠（jiāo）片可以（yǐ）為動力電池減負。在動力電池中包含（hán）了多（duō）達幾十（shí）片的（de）導熱矽膠片，提高動力電池能量密度的前提下，能夠實現新能源汽（qì）車導航裏程的（de）增加，而（ér）且導熱矽膠片使用密度輕量化的特性，使得新能源汽車動力電池的性能增多，實現了可持續發展（zhǎn）和節能（néng）減排（pái）雙重目標[5]。塑料和複合材料結合，可形成性能優異的輕質材料。如碳刷座絕緣件對應於待衝壓成型的（de）碳刷座絕緣（yuán）件內脫（tuō）板的形狀，有（yǒu）與內脫板的形狀一致（zhì）的（de）開口，凹模板中間下模組件有與碳（tàn）刷座絕緣件上的安裝孔（kǒng）對應（yīng）的衝針孔，從上到下依次布置有導柱固定板和底板，衝針孔的周壁和內（nèi）脫板的外周緣設有吹氣孔。通過吹氣孔提高模具的排料（liào）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（jié）語

新能源汽車充電樁框架中絕緣材料（liào）的選擇與應用，在新能源汽車（chē）使用性能和安全保障上發揮重要的作用。未來在政策扶持和市場刺激下，新能（néng）源汽車消費趨勢將不斷升溫，充電樁材料的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。應針對新能源汽車充電樁係統的功（gōng）能需求進行材料方案的設計，圍繞防火（huǒ）、防電（diàn）、防水等，在充電樁殼體、插頭、插座、電源模塊、充電器等方麵充分（fèn）運用阻燃、絕緣的優良材料，提（tí）高新能源汽車充電樁的使用性能。