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（shì）新能源汽車應用中的核心部（bù）件，其主要部件如電源模塊等，一直存在（zài）的散熱問（wèn）題有待解（jiě）決。在新（xīn）能源（yuán）汽車充電樁材料應用（yòng）領域中，可利用導（dǎo）熱絕緣片等新型材料，達到充電樁（zhuāng）框架中電源模塊（kuài）等組件的絕緣與散（sàn）熱效果，經過實踐後獲得了良（liáng）好（hǎo）的效果。

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新能源汽車（chē）充電樁與絕緣材料

隨著（zhe）新能源汽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性（xìng）成為當務（wù）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（yǒu）良好市（shì）場發展前景。

目前應用在新能源（yuán）汽車中半導體晶體管、絕緣柵雙極型晶體（tǐ）管等產品，在功率模塊上的應用效果良（liáng）好。新能源汽車充電器主要由AC/DC、變（biàn）換器和DC/DC 變換器構成PFC 變換器，可使工（gōng）作效（xiào）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（gāo）電（diàn）容（róng）工（gōng）作（zuò）的可靠性，將整個變換器體（tǐ）積的減小。導（dǎo）熱絕緣（yuán）片的性能與傳統的器件相比，能夠在（zài）更高（gāo）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絕緣材料的應用

2.1 導（dǎo）熱絕緣片在新（xīn）能源汽車充（chōng）電樁中的應用

導熱絕緣片主要位於充電樁（zhuāng）的散熱模塊部位，采用TIS 導熱絕緣片無論是對（duì）於快充充電樁（zhuāng）的運行（háng）還是慢充（chōng）充電樁的運行都具有良好的效果。傳統的簡單風扇散熱器（qì）和原有的導熱陶瓷片，已經不能滿足（zú）高效率、高熱量的電（diàn）源模塊的導熱（rè）需求（qiú）。針對充電樁基（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，可實現高效的絕緣性能。TIS 係列導熱絕緣片，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（zhōng），能夠實現低熱阻的高壓絕緣，具有良（liáng）好（hǎo）的傳導性與良好的（de）電介質強度，保障充電樁能夠高效率地工作。從而實現新能源汽車智能化、輕量化、集成（chéng）化使用[2]。

在新能源汽（qì）車發展過程中（zhōng），采用提高功率變換器高溫（wēn）下（xià）的可（kě）靠性技術，針對冷卻係統要求高的情況下，在功率（lǜ）轉（zhuǎn）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。導熱片工作結溫達到300 度。采用寬禁帶器件構成的功率轉（zhuǎn）換器，可在更高的環境溫度下正常工作，也可以將引擎冷卻係統和（hé）功率轉換器係統合（hé）二為一。

2.2 阻燃塑料（liào）在新能源充電樁中的應用

阻燃材料在新能源充電樁中，主要運用於充電連接元件、充電樁、殼體、電（diàn）源模塊、外殼、充電器（qì）等可見部件。其具有良好的阻燃性、高耐熱性和電氣絕緣性。由（yóu）於連接器件是（shì）金屬（shǔ），使用中插拔次數較高，材料應具有耐（nài）熱性和阻燃性，才能避免引起火災。例如無鹵阻燃材料滿足阻燃性，並具有抗金屬腐蝕（shí）性的特點，且熱穩定較好。運用阻燃（rán）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（chōng）電連（lián）接元件用料上，阻燃塑料運用（yòng）較多，其具有防火、防水、防電、防爆的特點，在充電樁殼、體（tǐ）、插頭、插座、電源模塊、外殼等運用較多。在插頭、插座（zuò）部（bù）位目前（qián）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（xiàn）充電樁減重，薄壁化的充電材料采取更薄的壁厚設計，取代傳統較厚的壁厚設計。充（chōng）電樁作為新能源汽車使用中的重要功能部（bù）件，在功能上需要得到保護，更要追求輕量化（huà），使用薄壁PP 材料，能夠有效（xiào）的（de）降低其重量，同時也能發揮阻燃（rán）的作用。薄壁PP 材料具有高模量、高韌性和高流動性的性能（néng），能夠在材料充模時減少（shǎo）流動空間，增大流動阻力，在（zài）模具溫度（dù）等條件的設定上可以避免缺（quē）膠問題。通過製件結（jié）構的優化，設計（jì）材料自身模量（liàng）提高，可以緩衝外（wài）界衝擊，具有很好的抗衝擊能力（lì）。其發展與汽車輕量化趨勢相配合，滿足了充電樁的配套設（shè）施和零部（bù）件的使用要求[3]。阻（zǔ）燃材料為電池框架提（tí）供絕緣性能，動力電（diàn）池係統作為汽車的能量存（cún）儲裝置，給電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（zǔ）燃係（xì）統，阻燃材料成為動力電池模組結構（gòu）中首（shǒu）選材料。阻燃塑料充分考慮電池串（chuàn）聯、高壓連接間的（de）絕緣保護問題，滿足（zú）電池模塊的裝配鬆（sōng）度適中（zhōng）、各個結構件具有足夠的強度的要求，防（fáng）止電池（chí）因內外力（lì）作用發生破壞。

采用阻燃材料為電池框架減重（chóng）與絕緣，實現了動力電池模組作為動力電池係統的結構之一（yī）的良（liáng）好運行。其采用並聯的方式，將保護線路和外殼（ké）進行組合，經串聯形成動力電池單體，再結合整車設計（jì）要求的前提下，再進行電池（chí）模（mó）組（zǔ）的設計，根據動力電池係統設計的整體要求（qiú），將組件結構形狀加以（yǐ）確定，采用電池成組固定的方式，各個結構部件（jiàn）都有足夠的強度，充分考慮了電池串聯後高壓連接間的絕緣問題，防止爬電距離（lí）和絕緣間隙[4]。阻燃塑料作為電池模組（zǔ）結構間的首選材料，在設計（jì）過程中（zhōng）要求質量輕，且塑料具有多種材料的廣泛選擇性，可（kě）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（diàn）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（chōng）電樁和室內外充電樁（zhuāng）的防護等級都要達到P32 以上。尤其是在麵對外部惡（è）劣天氣的時候（hòu），充電樁要具有良好的壁壘條件與絕緣性，防護等級需達到（dào）IP54，方能保證車身安全、充電設備安全和人身安全。充電樁對材料的耐候性和抗衝擊性等（děng）性能具有較高要求，在配套設施上要求使用更好的阻燃耐候材料，保障充電樁安全運行。目前經過（guò）測試項目以及實驗之（zhī）後，輕量化材料是未來新能源汽車的發展趨勢，例如輕（qīng）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）了多達幾十片的導熱矽膠片，提高動力電池（chí）能（néng）量密度（dù）的前（qián）提下（xià），能夠實現新能源汽車（chē）導航裏程的增（zēng）加，而且導熱矽膠片使用密（mì）度輕量化的特性，使得新能源汽車動力電池的性能增多，實現了可持續發展和節能減排雙（shuāng）重目標[5]。塑料和複合材料結合（hé），可形成性能優異的輕質材料。如碳刷座絕（jué）緣件對應（yīng）於待衝壓成型的碳刷座絕緣件內脫（tuō）板的形狀，有與內脫板的形（xíng）狀（zhuàng）一（yī）致的開口，凹模板中間下模組件有（yǒu）與碳刷座絕緣件（jiàn）上的安裝孔對應的衝針孔，從上到下依次布置有導（dǎo）柱固定板和底板，衝針孔的周壁和內脫板的（de）外周緣設有吹氣孔。通（tōng）過吹氣孔提高模具的排（pái）料排屑能力，避免因排料排屑不暢引起一係列問題。

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結（jié）語

新能（néng）源汽車充電樁框架中絕（jué）緣材料的選擇與（yǔ）應用，在新能源汽車使用性能和（hé）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，新能源（yuán）汽車消費趨勢將（jiāng）不斷升溫，充電樁材料的應用也會（huì）隨著充電樁的需求不斷猛增而不斷進（jìn）行研發與升級。應針對新能源汽（qì）車充電樁係統的（de）功（gōng）能需求進行材料方（fāng）案的設計（jì），圍繞防火、防電、防（fáng）水等，在充電樁殼體、插頭、插（chā）座、電源模（mó）塊（kuài）、充電器（qì）等方麵充分運用阻燃（rán）、絕緣的優良材料（liào），提高新能源汽車充電樁的使（shǐ）用性能。