基於新能源汽車充電樁框架的絕緣材料（liào）應用進展

新能源汽車（chē）充電樁是新能源（yuán）汽車應用中的核心部件（jiàn），其（qí）主要部件如電源模塊等，一直存在的（de）散熱問題有待解決（jué）。在新能源汽車充電樁材料應（yīng）用領域中，可利用導熱絕緣（yuán）片（piàn）等新型材（cái）料（liào），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（jiàn）後獲得了良好的效果。

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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（chéng）的不斷加快，開拓新能（néng）源汽車充電樁的功能（néng）運用性成為當務之急。導熱絕緣（yuán）片作為充電樁框架中重要的導熱材料，擁有良好市場發（fā）展前景。

目前應用在新能源汽車中半導體晶體管、絕緣柵雙極型晶體管（guǎn）等產品，在功率（lǜ）模（mó）塊上（shàng）的應用效果良好。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，可使工作效率顯著提升，輸出濾波電感和電容的紋波電壓、紋（wén）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，將整個變換器體積的減小。導熱絕緣片（piàn）的性能與傳統的器（qì）件相（xiàng）比，能夠在更高的工作溫度和較高的工作電壓（yā）下（xià）具（jù）有更高的電子飽和漂移速（sù）度，可應用於承受擊穿電壓較高（gāo）的部位[1]。

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新能源汽車充電樁中絕（jué）緣材料的應用

2.1 導熱絕緣片在新能源（yuán）汽車充電樁中的應用

導熱絕緣片主要位於充電樁的散熱模塊部位，采用TIS 導熱絕緣片無論是對於快充充電樁的運行還是慢充充電（diàn）樁的運行都具有良好的（de）效果。傳統的簡單風扇散熱器（qì）和（hé）原有的導熱陶瓷片（piàn），已經不能滿（mǎn）足高效率、高熱（rè）量的電源模塊的導熱需求。針對充電樁基本（běn）的結構、連（lián）接位置、電線（xiàn）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（dá）到（dào）導熱和絕緣的效果。材料（liào）使用（yòng）時：將絕（jué）緣性的（de）矽膠片放（fàng）入到導熱材料中，能夠實現低熱阻的高（gāo）壓絕緣（yuán），具有良好的傳導性與良好的電介質強度，保障充電（diàn）樁能夠高效（xiào）率地工（gōng）作。從而實現新能源汽車智能（néng）化、輕量化、集成化使用[2]。

在新能源汽車發展過程中，采用提高功率變換器高溫下的可靠性技（jì）術，針對冷卻係統（tǒng）要求高的情況下（xià），在功率轉換器部分要求冷卻係統（tǒng）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換器，可在更高的環境溫度下正常工作，也可以將引擎冷（lěng）卻係統和功率轉換器（qì）係統合二為一（yī）。

2.2 阻燃塑料在新能源（yuán）充（chōng）電樁中的應用（yòng）

阻燃材料在新能源充（chōng）電樁中，主（zhǔ）要運用於充電連接元件、充電樁（zhuāng）、殼體、電源模塊、外殼、充電器等（děng）可見部件。其具（jù）有良（liáng）好的阻燃（rán）性、高（gāo）耐熱性和（hé）電氣絕（jué）緣性。由於連接器件是金屬，使用（yòng）中插拔次數較高（gāo），材料應具有耐熱性和阻燃（rán）性，才能避免引起火災。例如無鹵阻（zǔ）燃材料（liào）滿足阻燃性，並具有抗金屬腐蝕性的特點，且熱穩定較（jiào）好。運用阻燃塑料尼龍（lóng）材料，可實現新能源汽車高（gāo）壓充（chōng）電係統的良好的絕緣性能。在汽（qì）車充電連接元件用料（liào）上，阻燃塑料運用（yòng）較多，其具有防火、防水、防（fáng）電、防爆的特點，在充電樁殼、體、插頭（tóu）、插座、電源模塊、外（wài）殼等運用較多。在插頭（tóu）、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（huà）的充電材料采取更薄的壁厚設計，取代傳（chuán）統較厚的壁（bì）厚（hòu）設計。充（chōng）電樁作為新能源汽車使用中（zhōng）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。薄壁PP 材（cái）料具（jù）有高模量、高（gāo）韌（rèn）性和高流動性的性能，能夠在材料充模時減少流動空間，增大（dà）流動阻力，在模（mó）具溫度等條件的（de）設（shè）定上可以避免缺膠問題。通過製件結構的優化，設（shè）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（yǔ）汽車輕量化趨勢相配合，滿足（zú）了充電（diàn）樁（zhuāng）的配套設施和零部件的使用要求（qiú）[3]。阻燃材（cái）料（liào）為電池框架提供絕緣性能，動力（lì）電（diàn）池係統作為汽車的能量存（cún）儲（chǔ）裝置，給電動汽車的驅動提供（gòng）能量，可擁（yōng）有多個電池管理係統，包含多個電池包（bāo）、動力電池、阻燃係統，阻（zǔ）燃材料成為動力電池模組結（jié）構（gòu）中首選材料。阻（zǔ）燃（rán）塑料充分考慮電池串聯、高壓連接間的絕（jué）緣保（bǎo）護問題（tí），滿足電池模塊的裝配鬆度適中、各個結構件（jiàn）具有足夠的強度的要求，防止電池因內外力作用發生破壞。

采用阻（zǔ）燃材料為電池框架減重與絕緣，實現了動力電池（chí）模組作為動力電池係（xì）統的結構之一的良好運（yùn）行。其采用（yòng）並（bìng）聯的（de）方式，將保護線路和外殼進（jìn）行組合，經串聯形成動力電池單體，再結合整（zhěng）車設計（jì）要求的前（qián）提下，再進行電池模組的（de）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定，采用電池成組固定的方式，各個結（jié）構部件都有足夠的強（qiáng）度，充分考慮了電池串聯後高壓連接間的絕（jué）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結構間的首選材料，在設計過程中要求質量輕（qīng），且（qiě）塑料（liào）具有（yǒu）多種材料（liào）的廣泛選擇性，可以滿足電池裝配和安全需（xū）求。

2.3 阻燃耐候材料在新能源充電樁中的應用

隨著新能源汽（qì）車的發展，結合充電樁的使用場地，室內充電樁和室內外充電樁的防護等級（jí）都要達到P32 以上。尤其是在麵對外部惡劣天氣（qì）的時候，充電（diàn）樁要具有（yǒu）良好的（de）壁壘條件與絕緣性，防護等級需達到IP54，方能保證車身安全、充電設（shè）備安全和人身安全。充電樁對（duì）材（cái）料的耐候（hòu）性和抗衝擊性（xìng）等性能具有較高要求，在（zài）配（pèi）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。目前經過測試項目以及實驗之後（hòu），輕（qīng）量化材（cái）料是（shì）未來新能源汽車（chē）的發展趨勢，例如（rú）輕量化的導熱矽膠片（piàn）可以為動力電池減負（fù）。在動力（lì）電（diàn）池（chí）中包含了多達幾十片的導熱矽膠片，提高動力電池能量密度的前提下，能夠實現新能（néng）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（de）特性，使得（dé）新能源汽車動力電池的性能增多，實現了可（kě）持續發展（zhǎn）和節能減排雙重（chóng）目標[5]。塑料和複合材料（liào）結合（hé），可形成性（xìng）能優異的輕（qīng）質材料。如碳刷座絕緣件對應（yīng）於待衝壓（yā）成型的碳刷座絕緣件內脫板的形狀，有（yǒu）與內（nèi）脫板的形狀一致的開口，凹模板中間下（xià）模組件有與碳刷座絕緣件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底板，衝針孔的周壁和內脫板的外周緣設有吹氣孔（kǒng）。通過吹氣孔提（tí）高模具的排料排屑能力，避免因排料排屑（xiè）不暢引起一係列（liè）問題。

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結語

新能源（yuán）汽車充（chōng）電樁框（kuàng）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（zhèng）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（cái）料的應用也會隨著充電樁的需求不斷猛（měng）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（qiú）進行材料方案的設計，圍繞防火、防電、防水等，在充電樁殼體、插頭（tóu）、插（chā）座、電源模塊、充（chōng）電器等方麵充分運用阻燃（rán）、絕緣的優良材料，提高新能（néng）源汽車充電樁的使用性能。