基於新能源汽車充電樁（zhuāng）框（kuàng）架的絕緣材料應用進展

新能源汽車充電樁是新能源汽車應用中的核心部件，其主要部件如電源模塊等，一直存在的散熱問（wèn）題有待（dài）解決（jué）。在（zài）新能源汽車（chē）充電（diàn）樁材料應用領域中，可利用導熱絕緣（yuán）片等（děng）新型材料，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（guǒ）。

1

新能源汽車（chē）充電樁與絕緣材料

隨著新（xīn）能源汽（qì）車發展進程的不斷加快，開拓新能源汽車充電樁的功能運用（yòng）性（xìng）成為當務之急（jí）。導熱絕緣片作為充電樁（zhuāng）框架中重要的導熱材（cái）料，擁有良好市場發展前景。

目（mù）前應用在（zài）新能源汽車中半（bàn）導體晶體管、絕緣柵雙極（jí）型晶體管（guǎn）等產品，在功（gōng）率模塊上的應用效（xiào）果（guǒ）良好。新能源汽（qì）車充電器主要由AC/DC、變換器和DC/DC 變（biàn）換器構成PFC 變換器，可（kě）使工作效率顯著提升，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，將整個變換器（qì）體積的減小。導熱絕緣片的性能與傳統的器件相比，能（néng）夠在更高（gāo）的工作溫度和較高的工作電壓（yā）下具有更高的電子飽和漂移（yí）速度，可應用於承受擊穿電壓較高的部位[1]。

2

新能源（yuán）汽車充電樁中絕（jué）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

導熱絕緣片主要位（wèi）於充電樁的散熱模塊（kuài）部位，采用TIS 導熱絕緣片無論是對於快充充電樁（zhuāng）的運行還是慢充充電樁的運行都具有良好的效果。傳統的簡單風扇散熱器和原有的導熱陶瓷片，已（yǐ）經不能滿足高效率、高熱（rè）量的（de）電源模塊的（de）導熱需求。針對充電樁（zhuāng）基（jī）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，可實現高效（xiào）的絕緣性能。TIS 係（xì）列導熱絕緣片，能夠同時達到導（dǎo）熱和絕緣的效果。材料使用時：將絕緣性的矽膠片放（fàng）入到（dào）導熱材料中，能夠實現低熱阻的高壓絕緣，具有良好的（de）傳導性與（yǔ）良好的電介質強度，保障充電樁（zhuāng）能夠高效率地工作（zuò）。從而（ér）實現（xiàn）新能（néng）源汽車智（zhì）能化、輕量化、集成化使用[2]。

在新能源汽（qì）車發展過程中，采用提（tí）高功率（lǜ）變換（huàn）器高溫下的可靠性技術，針對冷卻係統要求高的（de）情況下，在功率轉換器部分要求冷卻係統保持在70 度左右的時候仍能正常工作。導熱片工作結溫（wēn）達到300 度。采用寬禁帶器件構成的功率轉換器，可在更高的（de）環境溫度下正常工作，也可以（yǐ）將引擎冷卻係統和功率轉換器係統合二為一。

2.2 阻燃塑（sù）料在新能源充電樁中的應用

阻燃材料在新能源充電樁中，主要運用（yòng）於充電連接（jiē）元件、充電樁、殼體、電源模塊、外（wài）殼、充電器等可見部件。其具有良好的阻燃性、高（gāo）耐熱性（xìng）和電氣絕緣性。由於連接器件（jiàn）是金屬，使用中插拔（bá）次（cì）數較高，材料應（yīng）具有耐熱（rè）性和（hé）阻燃（rán）性，才能避免引（yǐn）起火災。例如無鹵阻燃材料滿足阻燃性，並具有抗金屬腐蝕性的特點，且熱穩定較（jiào）好（hǎo）。運（yùn）用阻燃塑料尼龍材料，可（kě）實現新能源汽車高壓充電係統的良好的絕緣（yuán）性能。在汽車充電（diàn）連接（jiē）元件用料上（shàng），阻燃塑料運用較多，其具有防火、防水、防電、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、插座部位目前還使用一係列改性材料，其耐熱性能更強。薄壁PP 材料可實現充電樁減重，薄壁化的充電材料采取更薄（báo）的壁厚設計，取代傳統較厚的壁厚設（shè）計。充電樁作為新能源汽車使用中的重要功能部件，在功能上需要得到保護，更要追求輕量化，使用薄壁PP 材料，能夠有效的降低其重量，同時也能發揮阻燃的作用（yòng）。薄（báo）壁PP 材料具有高模量、高韌性和高流動性的性能，能夠在材料充模時減少（shǎo）流動空間，增（zēng）大流動阻力，在模具溫度等條件的設定上可以避免缺膠問題（tí）。通過製（zhì）件結（jié）構的優化，設計（jì）材料自身模量提高，可以緩衝外界衝擊，具有很好的（de）抗（kàng）衝擊能力。其發展與汽（qì）車輕量化趨勢相配合，滿足了充電樁的配套設施和零部件（jiàn）的使用要求[3]。阻（zǔ）燃材料（liào）為電池框架提供（gòng）絕緣性能，動力電池係統作為汽車的能量存儲裝置，給電動汽車（chē）的驅動提供（gòng）能量，可（kě）擁有多個電池管理係統，包含多個電池包、動力電池、阻燃係統，阻燃（rán）材料（liào）成為動力（lì）電池模組結構中首選材料。阻燃塑料充分考慮電池（chí）串聯、高壓連接間的絕（jué）緣保護問題，滿足電池模（mó）塊的裝（zhuāng）配鬆度適中、各個結構件具有足夠的強度（dù）的要求，防止電池因內外力作用發生破壞。

采用阻燃材料為電池框架減（jiǎn）重與絕緣，實現了動（dòng）力（lì）電池模組（zǔ）作為動力電（diàn）池係統的結構（gòu）之一的良（liáng）好運行。其采用並聯（lián）的方式，將保護線路和外（wài）殼進行組合，經串聯形成動力電池（chí）單體（tǐ），再結（jié）合整車（chē）設計要求的前提下，再進行電（diàn）池模組的設計，根據動力電池係統設計（jì）的整（zhěng）體（tǐ）要求，將組件結（jié）構形狀加以確定，采用電池（chí）成組固定的方式（shì），各個結構部件都有（yǒu）足夠的強度（dù），充分考慮了電池串聯後高壓連（lián）接間的絕緣問題，防止爬（pá）電（diàn）距離（lí）和絕緣間隙[4]。阻燃塑料（liào）作為電池（chí）模組結構間的首選（xuǎn）材料，在設計過程中要求（qiú）質量輕，且塑料具有多種材（cái）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（cái）料在新能源充電樁中（zhōng）的應用

隨著新能源汽（qì）車的發展，結合充電樁的使用場地，室內（nèi）充電樁和室內外（wài）充（chōng）電樁的防護等級都要達到（dào）P32 以上。尤其是在麵對外部（bù）惡劣天氣的時候，充電樁（zhuāng）要具有良好的壁壘（lěi）條件（jiàn）與絕緣（yuán）性，防護等級需達到（dào）IP54，方能（néng）保證車身（shēn）安全、充電設備（bèi）安全和人身安全。充電樁對材料的耐候性和抗衝擊性等性能具有較高要求，在配套（tào）設（shè）施上要求使用更好的阻燃耐候材料，保障充電樁安（ān）全（quán）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車的發（fā）展趨（qū）勢，例如輕（qīng）量化的導熱矽膠片可以為動力電池減負。在動力（lì）電池中包含（hán）了多達幾十片（piàn）的導熱矽膠片，提高動力電池能（néng）量密度的前提下，能夠（gòu）實現新能源汽車導（dǎo）航裏程的增加，而且導熱矽膠片使用密度輕量化的特性，使得新能源（yuán）汽（qì）車動（dòng）力電池（chí）的性能增多，實現了可持續發展和節能減排（pái）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待（dài）衝壓成型的碳刷座絕（jué）緣件內脫板的形狀，有與內脫板的形狀一致的（de）開口，凹模板（bǎn）中間下模組件有與碳刷座絕緣件上的安（ān）裝孔對（duì）應的衝針孔，從上到下依次布置有導柱固定板和底板，衝針孔的周壁和內脫板的外周緣設有吹氣孔。通過吹氣孔提高（gāo）模具的排料排屑能力，避免因排料（liào）排屑不（bú）暢引起一係列問題。

3

結語

新能源汽車充電樁框架中（zhōng）絕緣材（cái）料的選擇與應用，在新能源汽車使用性能和安全保障上發揮重要的（de）作用。未來在政策扶持和市場刺激下，新能源汽車消費趨勢將不斷（duàn）升溫，充電樁材料的應（yīng）用也（yě）會隨（suí）著充電樁（zhuāng）的需求不斷猛（měng）增而不斷進行研（yán）發與升（shēng）級。應針對新（xīn）能源汽車充電樁係（xì）統的功能需求進行材料（liào）方案的（de）設計，圍繞防火、防電、防水等，在充電樁殼體、插頭、插座、電源模塊、充電器等方麵充分運用阻燃（rán）、絕緣的優良材料，提高（gāo）新能源汽車（chē）充電樁的（de）使用性能（néng）。