基於新能源汽車充電樁框架的絕緣材料應用進（jìn）展

新能源汽車充電樁是新能源汽車應用中的核（hé）心（xīn）部件，其主要部件如電源模塊等（děng），一直存在的散熱（rè）問題有待（dài）解決（jué）。在新能源汽（qì）車充電樁材料應用領域中（zhōng），可利用導熱絕緣片等新型材料，達到充電樁框架（jià）中電源模塊等組件的絕緣與散熱效果，經（jīng）過實踐後獲得了良好的效果。

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新能源汽（qì）車（chē）充電樁與絕緣材料

隨著新能源汽車發展（zhǎn）進程的不斷加快，開拓新能源汽（qì）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（dǎo）熱材料，擁有良好市場發展前景。

目前應用在新能（néng）源（yuán）汽車中半導體晶體管、絕緣柵雙極型晶體管等（děng）產品，在功率模塊上的（de）應用效果良好。新能源汽車（chē）充電器主要由AC/DC、變（biàn）換器（qì）和DC/DC 變換器構成PFC 變換器，可使工作效率顯著提升，輸出濾波電感和電容的（de）紋波電壓、紋波電流等減小（xiǎo）濾波電感和電容體積（jī），降低電流波紋，提高電（diàn）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（xiàng）比（bǐ），能夠在（zài）更高的（de）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（chē）充電樁中絕緣材料的應用

2.1 導熱絕緣片在新能源汽車充電樁中（zhōng）的應用

導熱絕緣片（piàn）主（zhǔ）要位（wèi）於充電樁（zhuāng）的散熱模塊部位，采（cǎi）用TIS 導熱絕緣片無論是對於快充充電樁的運（yùn）行（háng）還（hái）是慢充充電樁（zhuāng）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，已經不能滿足高效率、高熱量的電源模塊的導熱需求。針對充電（diàn）樁基本的結構、連接（jiē）位置、電線電纜、內部元件等特（tè）性（xìng），采用TIS 係（xì）列導熱矽膠片，可實現高效的絕緣性能。TIS 係列導（dǎo）熱絕緣片，能夠同時達到導熱和絕緣（yuán）的效果。材料使用時（shí）：將絕緣性的矽膠片放（fàng）入到導熱材料中，能夠實現（xiàn）低熱阻的高壓絕緣，具有良好的傳導性與良好的（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（néng）源汽車智能化、輕量化、集成化使用（yòng）[2]。

在新能源汽車發（fā）展過程中，采用提高功（gōng）率變換器高（gāo）溫下的可靠（kào）性技（jì）術（shù），針對冷卻係統要求高的情況下，在功（gōng）率轉換器（qì）部分要求冷卻係統保持在（zài）70 度（dù）左右的時候仍（réng）能正常工作（zuò）。導熱片工作結溫達到300 度。采用寬禁帶器件構成的功率轉換器，可在更高的環境（jìng）溫度下正常工（gōng）作，也可以將引（yǐn）擎冷卻（què）係統和功率轉（zhuǎn）換器係統合二為一。

2.2 阻燃塑料在新能源充電樁中的應用

阻燃材料（liào）在新能源充（chōng）電樁中，主要運用於充電連接元件、充電樁、殼體、電源模塊、外殼、充電器等可（kě）見部件。其（qí）具有良好的阻燃（rán）性、高耐熱性和電氣絕緣性。由於連接器件是金屬，使（shǐ）用中插拔次數較（jiào）高，材料應具有耐熱性和阻燃性，才能（néng）避免引起火災。例（lì）如（rú）無（wú）鹵阻燃材料滿足阻燃性，並（bìng）具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，在充電樁殼（ké）、體、插頭、插（chā）座、電源模塊（kuài）、外殼等運用較多。在插頭、插座部位（wèi）目前還使用一係列改性材料，其耐熱性能更強（qiáng）。薄壁PP 材料可實現充電樁減重，薄壁化的充（chōng）電材（cái）料采取（qǔ）更薄的壁厚設計（jì），取代傳統較厚的壁厚設計。充電樁作為新能源汽車使（shǐ）用中的（de）重要功能部件，在（zài）功能上（shàng）需要得到保護，更（gèng）要追求輕量化，使用薄壁PP 材料，能夠有效（xiào）的降（jiàng）低其重（chóng）量，同時也能（néng）發揮阻燃的作用。薄壁（bì）PP 材料具有高模量、高韌性和高流動性的性能，能（néng）夠在材料充（chōng）模時（shí）減少流（liú）動空間，增大流動阻力，在（zài）模（mó）具溫度（dù）等條件（jiàn）的設定上可（kě）以避免缺膠問題。通過製件結構的優化，設計材料自身模量提高，可以緩衝外界衝擊，具有很好的抗衝擊能力。其發展與汽（qì）車輕量化趨（qū）勢相配合，滿足了充電樁的配套設施和（hé）零部件的（de）使用要求[3]。阻燃材料為電池框架（jià）提（tí）供絕緣性（xìng）能，動力電池係統作為汽車的能量存儲裝置，給電動汽車的驅動提供能量，可擁（yōng）有多個（gè）電池管理係統，包含多個電池包、動力電池、阻燃係統，阻燃材料成為動力（lì）電池模組結（jié）構中首選材料。阻燃（rán）塑料（liào）充分考慮電池串聯、高壓連接間的絕緣保護問題，滿足電池模塊的裝配鬆度適中、各個結構件具有足夠的強度的要求，防（fáng）止電池因內外力作用發生破壞（huài）。

采用阻燃材料為電池框架減重與絕緣，實現了動力電池模（mó）組作為動力電池係統的結構之一的良好運行。其采用並聯的（de）方式，將保護線路和外殼進行組合，經串聯形成動（dòng）力電（diàn）池單體（tǐ），再結合整車設（shè）計（jì）要求的前提下，再進行（háng）電池模組的設計，根據動力電池係統設計的整體要求，將組件結構形狀加以確（què）定，采用電池成（chéng）組固定的方式，各個結構（gòu）部件都（dōu）有足夠的強度，充分考慮了電池串聯後高壓連接間的絕緣（yuán）問題，防止爬電（diàn）距離和絕緣間隙[4]。阻燃塑料作（zuò）為電池模組結構間（jiān）的首選材料，在設（shè）計過程中要求（qiú）質量輕，且塑（sù）料具有多種材料的廣泛選擇性，可以滿足電池裝（zhuāng）配和（hé）安全需求。

2.3 阻燃（rán）耐（nài）候材料在新能源充電樁中的應用

隨著新（xīn）能源汽車的發展，結合充電樁的（de）使（shǐ）用場地，室內充電樁和室（shì）內外充電樁（zhuāng）的防護等級都要達到P32 以上。尤（yóu）其（qí）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（fáng）護等級需達到IP54，方能保證（zhèng）車身安全、充電設（shè）備安全和人身安（ān）全。充電樁對材（cái）料的耐候（hòu）性和抗衝擊性等性（xìng）能具有（yǒu）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（zhàng）充電樁（zhuāng）安全運行。目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，例如輕量化的導熱矽膠片可以為動力電池減負。在動力電池（chí）中包（bāo）含了多達幾十片的導熱（rè）矽膠片，提（tí）高動力電池能量（liàng）密度的前提下，能夠實現新能源汽車（chē）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，使得新能源汽車動力（lì）電池（chí）的（de）性能增多，實現了可持續（xù）發展和節能減排雙重目（mù）標[5]。塑料和（hé）複合材料結合，可形成性能優異（yì）的（de）輕質材料。如碳刷座絕（jué）緣件對應（yīng）於待（dài）衝壓成型的（de）碳刷座絕緣件（jiàn）內脫板（bǎn）的（de）形狀，有與內脫板（bǎn）的形狀一致的開口，凹模板中間下模（mó）組件有與碳刷座（zuò）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柱固定板和（hé）底板，衝針孔的周壁和內脫（tuō）板的外周緣設有吹氣孔。通過吹氣孔提高（gāo）模具（jù）的排料排（pái）屑能力，避免因排料排（pái）屑不暢（chàng）引起一（yī）係（xì）列問（wèn）題。

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結（jié）語

新能源汽車（chē）充電樁框架中絕緣（yuán）材料的選擇與應用，在新能源汽車使用性能和安全保障上發揮重要的作用。未來在（zài）政策扶持和市場刺激下（xià），新能源汽車消（xiāo）費趨勢將不（bú）斷升溫，充電樁材料的應用也（yě）會隨著充電樁的需求不（bú）斷（duàn）猛增而不斷（duàn）進行研發與升級（jí）。應針對新能源汽車充電樁係統的功能需求進行材料方案的設計，圍繞防火、防電、防水（shuǐ）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、絕緣的優良（liáng）材（cái）料，提高新能源汽車充電樁的使用性能。