基於新能源汽車充電樁框架的絕緣材料應用進展

新能源（yuán）汽車充電樁是（shì）新能源汽車（chē）應用中的核心部件，其主要部件如電源模塊等，一直存在的散熱問題有待解決。在新能（néng）源汽車（chē）充電樁材料（liào）應用領域中，可利用導熱絕緣片等新（xīn）型材料，達到充電樁框（kuàng）架中電源模塊等組件的（de）絕緣（yuán）與散熱效（xiào）果，經過實踐後獲得了良好的（de）效果。

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新能源汽車充電樁與絕緣材料

隨著新能源（yuán）汽車發展進程的（de）不斷加快，開拓（tuò）新（xīn）能源（yuán）汽車充電樁的功能運用性成為當務之急。導熱絕（jué）緣片作為充電樁框架中重要的導熱（rè）材（cái）料，擁有良好市場發展前景。

目前應用在新能源汽車中半導體晶體管、絕緣（yuán）柵雙極（jí）型（xíng）晶體管等產品，在功率（lǜ）模塊上的應（yīng）用效果（guǒ）良好。新能源汽車充電器主要由AC/DC、變換器和DC/DC 變換器構（gòu）成PFC 變換器（qì），可使工（gōng）作（zuò）效率（lǜ）顯著提升，輸出濾波電感和電容的紋波電（diàn）壓、紋波電流等減小濾波電感和電容體積（jī），降低（dī）電流波紋，提高電容工作的可靠性，將整個變換器體積的減（jiǎn）小。導熱絕緣片的性能與傳統的器件相比，能夠在（zài）更高的工作溫度和較高的工作電壓下具有更高的電（diàn）子飽和漂移速度，可應用於（yú）承受擊穿電壓較高的（de）部位[1]。

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新能（néng）源汽車充電樁中絕緣材料（liào）的應用

2.1 導熱絕緣片在新能源汽車充電樁（zhuāng）中的應（yīng）用

導熱絕緣片主要位於充電樁的散熱模塊部位，采用TIS 導熱絕（jué）緣片無論是對於快充充電樁的運行還是慢（màn）充充電樁的運行都（dōu）具有良（liáng）好的效果。傳（chuán）統的簡單風扇散熱器和原有的導熱陶瓷片，已經不能滿足高效率、高熱量的電源（yuán）模塊的導（dǎo）熱需求。針對充電樁基本的結構、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，可實現高效的絕緣性能。TIS 係列導熱絕緣片（piàn），能夠同時達到導熱和絕緣的效果。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緣，具有良好的傳導性與良好的電介質強度（dù），保障充電樁能夠高效率地工作。從而實現新能（néng）源汽車智能化、輕量化、集成化使用[2]。

在新（xīn）能源汽車發展過程中，采用提高功率變換器高溫下（xià）的可靠性技術，針對冷（lěng）卻係統要求高的情（qíng）況下，在功率轉換器部分要求冷卻係統保（bǎo）持在70 度左右的時候仍能正常工作（zuò）。導熱片工作結溫達到300 度。采（cǎi）用寬禁帶器件構成的功率轉換器，可在更高的環境溫度下正（zhèng）常工作，也可以（yǐ）將引擎冷卻係統和功率轉換器係統合二（èr）為一。

2.2 阻燃塑料在新能源充電樁中的應用

阻燃材料在新能源充電樁中（zhōng），主要運用於（yú）充電連接元件、充電樁、殼體、電（diàn）源模塊、外殼（ké）、充電器等可見部件。其具有良好的阻燃性、高耐熱性（xìng）和電氣絕緣性。由於連接器件是金屬，使用中插拔次數較高，材料應具有耐熱性和阻燃性，才能避免引起火災（zāi）。例如無鹵阻燃材料滿足阻燃性，並具有抗（kàng）金屬腐蝕（shí）性的特點（diǎn），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統的良好的絕緣性能。在汽車充電連（lián）接元件（jiàn）用料上，阻燃塑料運用較多，其具有防火、防（fáng）水、防電、防（fáng）爆的特點，在充電樁殼、體、插頭、插座、電源模塊、外殼等運用較（jiào）多。在插頭、插（chā）座部位目前還使用一係列改性（xìng）材料，其耐熱性能更強。薄壁PP 材料可實現充電樁（zhuāng）減（jiǎn）重，薄壁化（huà）的充電材料采取（qǔ）更薄的壁厚設計，取代傳統較厚的壁厚設計。充電樁作（zuò）為新能源汽車使用中的重要功能部件，在功能上需要（yào）得到保護，更要追求輕量化，使（shǐ）用薄壁PP 材料，能夠（gòu）有效的降低其重（chóng）量，同時也能發揮阻燃的作用。薄壁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流（liú）動空間，增大流（liú）動阻力，在模具（jù）溫度等條（tiáo）件的設定上可以避免缺膠問題。通（tōng）過製件結構的優化，設計材料（liào）自身模量提高，可以緩衝外界衝擊，具有很好的（de）抗衝（chōng）擊能力。其發展與汽車輕量化（huà）趨勢相配合（hé），滿足了充電樁的配套設施和零部件的使用要求[3]。阻燃材料為電池框架提供（gòng）絕緣性能，動力電池係統作為汽車的能量存儲裝置（zhì），給電（diàn）動汽車的驅動提供能量，可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，阻燃材料成（chéng）為動力（lì）電池模組結構（gòu）中首（shǒu）選材料。阻燃塑料充分考（kǎo）慮（lǜ）電池（chí）串（chuàn）聯（lián）、高壓連接間的絕緣保護問題，滿足（zú）電池模（mó）塊的裝配鬆度適中、各個結構件具有足夠的強度（dù）的要求，防止電（diàn）池因內外力作用發生破壞。

采用阻燃材料（liào）為電池框架減重與絕緣，實現了動力電池模組作為動力（lì）電池係統（tǒng）的結構之一的良好運行。其采用並聯的方式，將保護線路和外殼進行（háng）組合，經串聯（lián）形成動力電池單體，再結合整車設計要求（qiú）的前提下，再進行電池模（mó）組的（de）設計，根據動力（lì）電池係統設計的整體要求，將組件（jiàn）結構形狀加以確定（dìng），采用電池成組固定（dìng）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後高壓連接間的（de）絕緣問題，防止爬電距離和絕緣間隙[4]。阻燃塑料作（zuò）為電池模組結構間的（de）首選材料，在（zài）設（shè）計過程中要求質量輕，且塑料具有多種材料的廣泛選擇性（xìng），可以滿足電池裝配和安全需求。

2.3 阻燃耐候（hòu）材料在新能源充（chōng）電（diàn）樁中的應用

隨著新能源汽車的（de）發展，結合充電（diàn）樁的使用場地，室內充（chōng）電樁和室內外充電樁的防護等級都要達（dá）到P32 以上。尤其是在麵對外部惡劣天氣的時候，充電樁要具有良好的壁壘條件與絕緣性，防護等級需達到IP54，方能保（bǎo）證車身安（ān）全（quán）、充電設備安全和人（rén）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，在配套設施上要求使用更（gèng）好的阻燃（rán）耐候材料，保障充電樁安全運行。目（mù）前經過測試項目以及實驗之後，輕量化材料是未來新能源汽車的發展趨勢，例如輕量化（huà）的導熱矽膠片可以為動力電池減負。在動力電池（chí）中包含了（le）多達幾十片的導熱矽膠片，提高動力電池能量密度（dù）的前提（tí）下，能夠實現新能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，使得新能源（yuán）汽車動力電池的性能增多（duō），實現了可持續發展和（hé）節能（néng）減排雙重目標[5]。塑料和（hé）複合材料結合，可形成性能優異的輕質材料。如碳（tàn）刷座（zuò）絕緣件對（duì）應於待衝壓成型的碳刷座絕緣件內脫板的形狀，有與內脫板的（de）形狀一（yī）致的開口，凹模板中間下模組件有與碳刷座（zuò）絕緣件上的安裝（zhuāng）孔對應的衝針孔，從上到下依次布置有導柱固（gù）定板和底板（bǎn），衝針孔的周壁和內脫板的外周緣設有吹氣孔。通（tōng）過吹氣孔（kǒng）提高模具的排料排（pái）屑能力，避免因排料排屑不暢引起一（yī）係列問（wèn）題。

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結語

新能源（yuán）汽車（chē）充電樁（zhuāng）框架中絕緣材料（liào）的選擇與應用，在新能源汽車使用（yòng）性能和安全保障上發揮重（chóng）要的作用。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升溫，充電樁材料的（de）應用（yòng）也會隨著充電樁的需求不斷猛增而不（bú）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（xū）求進行材料（liào）方案的設計，圍繞防火、防電（diàn）、防（fáng）水等，在（zài）充電樁（zhuāng）殼體、插頭、插座、電源模塊（kuài）、充電器等（děng）方麵充分運用阻燃、絕緣（yuán）的優良材（cái）料，提高新（xīn）能源（yuán）汽車充電樁的使用性能。