基於新能源汽車充電樁框架（jià）的絕緣材（cái）料應用進展

新能源汽（qì）車（chē）充電樁是新（xīn）能源汽車應用中的核心部件，其主要部件如電源模塊等（děng），一（yī）直存在的散熱問題有待解（jiě）決。在新能源汽車充電樁（zhuāng）材料應用領域（yù）中，可利用導熱絕緣片等新型材料，達到（dào）充電樁（zhuāng）框架（jià）中電源模（mó）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。

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新能源汽車充電樁與絕緣材料

隨著新能（néng）源汽（qì）車發展進程的不斷加快（kuài），開拓新能源汽車充電樁的（de）功能運用性成為（wéi）當務之急。導熱絕緣片作為充電樁框架中（zhōng）重要的導熱材料，擁有良好市場發展前景。

目（mù）前應（yīng）用在新能源（yuán）汽車中半導體晶體管、絕緣柵雙極型晶體管等產品，在功率模塊上的應（yīng）用效果良好。新能（néng）源汽車充電器主要由AC/DC、變換（huàn）器和DC/DC 變換器構成（chéng）PFC 變換器，可使（shǐ）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（jiǎn）小濾波電感和電容體積，降低電流波紋，提高電容工（gōng）作的可靠性，將整個變換器體積的減小。導熱絕緣片（piàn）的性能與傳統的器件相比，能夠在更高的工作溫度和較高的工作電壓下具有更高的電子（zǐ）飽和漂移速度，可應（yīng）用於承受擊穿電壓較高的（de）部位[1]。

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新能源（yuán）汽車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（chōng）電樁中的應（yīng）用

導熱絕緣（yuán）片主要位於充電樁的散熱模塊部位，采（cǎi）用TIS 導（dǎo）熱絕緣片無論（lùn）是對於快充充電樁的運行還是慢充充電樁的運行都具有（yǒu）良好的效果。傳（chuán）統的簡單風扇散熱（rè）器和原有的導熱陶瓷（cí）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（jué）緣（yuán）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，能夠實現低熱（rè）阻的高（gāo）壓（yā）絕緣，具有良好的傳導性與良好的（de）電介質強度，保障充電（diàn）樁能夠高效率地工作。從而實現新能源汽車智能化、輕（qīng）量化、集成化（huà）使用[2]。

在新能源汽車發展過程中，采用（yòng）提高功率變換（huàn）器高溫下的可靠性技（jì）術，針對冷卻係統要求高的情況下，在功率（lǜ）轉換器部分要求冷卻（què）係統保持在70 度左（zuǒ）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（yǐn）擎冷卻係統和功率轉換器係統合二為一。

2.2 阻燃塑料在新能源充電樁中的應用

阻燃材料在新能（néng）源充電樁中，主要運用（yòng）於充電（diàn）連接元件、充（chōng）電樁、殼體、電源模塊、外（wài）殼、充電器等可（kě）見部件。其具有良好的阻（zǔ）燃性、高耐熱（rè）性和電氣絕緣性。由於（yú）連接器（qì）件是金屬，使用中插拔次數較高，材料應具有（yǒu）耐熱性和阻燃（rán）性，才能避免引起火災。例（lì）如無鹵（lǔ）阻燃材料滿（mǎn）足阻燃性，並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（liào），可實現新能源汽車（chē）高壓（yā）充電係統的良好的絕緣性能。在汽車充（chōng）電連接元件用料上，阻（zǔ）燃（rán）塑料（liào）運用（yòng）較多，其具有防火、防水、防電、防爆的特點（diǎn），在充電樁殼、體、插頭、插（chā）座、電源模塊、外殼（ké）等運用較多。在插頭、插座部位目（mù）前還使用一（yī）係列改（gǎi）性材料，其耐熱性能更強（qiáng）。薄壁PP 材料可實現充電樁減重，薄壁化的充電材（cái）料采取更薄的壁厚設計，取代傳統（tǒng）較厚的（de）壁厚（hòu）設計。充（chōng）電（diàn）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（hù），更要追（zhuī）求輕量化，使用薄（báo）壁PP 材料，能夠（gòu）有（yǒu）效的降低其重量，同時（shí）也能發揮阻燃的作用。薄壁PP 材料具有（yǒu）高模量、高韌性和高流動性的性能，能夠在材（cái）料充模時減少流（liú）動空間（jiān），增大流動阻力，在模具溫度等條件（jiàn）的設定上可以避免缺膠（jiāo）問題（tí）。通過製件（jiàn）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（fā）展與汽車輕（qīng）量化趨勢相配合，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（tí）供絕緣性能，動力電池係統作為汽車的能（néng）量存儲裝置，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（chí）包、動力電池、阻燃係統，阻燃（rán）材料成為動（dòng）力電池模組結構（gòu）中首選材料。阻燃塑料充分考（kǎo）慮電池串聯、高壓連接間的絕緣保護問（wèn）題，滿足電池模（mó）塊的裝配鬆度適中、各個結構件具有足夠（gòu）的強（qiáng）度的要求，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重與絕緣，實現了動力電池模組作為（wéi）動力電池係（xì）統的結構之一的良（liáng）好運行。其采（cǎi）用並聯的方式，將保護線路（lù）和外殼進行組合，經串聯形成（chéng）動力電池單體，再結合整車設計（jì）要（yào）求的前提下，再進行電池模組的設計，根據動力電池係統設計的整（zhěng）體要求，將組件結構形狀加以確定（dìng），采用電池成組固定的方式，各個結構部件都（dōu）有足夠（gòu）的強度，充分考（kǎo）慮了電池串聯（lián）後高壓連接間的（de）絕緣問題，防止爬電距離（lí）和（hé）絕緣間隙[4]。阻燃塑料作為電池模（mó）組結構間的首選材料，在設計過程中要求質量輕，且塑料具有多種材料的廣泛選擇性，可以滿足電池裝配和安全需求。

2.3 阻燃耐候材料在新能（néng）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（dì），室內（nèi）充電樁和室內外充電（diàn）樁的防護等級都要（yào）達到P32 以上（shàng）。尤其是在麵對外部惡劣（liè）天氣的時候，充電樁（zhuāng）要具有良好的壁（bì）壘條件與絕緣性，防護等級需達到IP54，方能保證車身安全、充電設備安全和人身安全。充電樁對材料的耐候性和抗（kàng）衝擊性等性能具有較高要求，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。目前經過測試項（xiàng）目（mù）以及實驗之後，輕量化（huà）材料是未來新能（néng）源汽車的發展趨勢，例如輕量化的導熱矽膠片可以（yǐ）為動力電池減負。在動力電池（chí）中包含（hán）了多達幾十片的（de）導熱矽膠片，提高動力電池能量密度的前提下，能夠實現新能源（yuán）汽車導航裏程的增（zēng）加，而（ér）且導熱矽膠片（piàn）使用密度（dù）輕量化的特性，使得（dé）新能源汽車動力電池的性能增多，實現了（le）可持續（xù）發展和節能減排雙重目標[5]。塑料和複合材（cái）料結合，可（kě）形成性能優異的輕質材料。如碳刷座（zuò）絕緣（yuán）件對應於待衝壓成型的碳刷座（zuò）絕緣件內脫板的形狀，有與內脫板的形狀一致的開口，凹模板中間下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（dǐ）板，衝（chōng）針孔的周壁和內脫板的外周緣設有吹氣孔。通過吹氣（qì）孔提高模具的排料（liào）排屑能力，避（bì）免因排料排屑不暢引起一係（xì）列問（wèn）題。

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結（jié）語

新能源汽車充電樁框架中絕緣材料的選（xuǎn）擇與應用，在新能源汽車使用性能和安（ān）全保障上（shàng）發揮重要的（de）作用。未來在政策扶（fú）持和市場刺激（jī）下，新能源汽車消費趨勢將不斷升溫，充電（diàn）樁（zhuāng）材料的應用也會隨（suí）著（zhe）充電樁的需（xū）求不斷猛增而不斷（duàn）進行研發與升級。應針對新能源汽車充電（diàn）樁係統的功能需求進行材料方案（àn）的設計，圍繞防火、防電（diàn）、防水等，在（zài）充電樁殼體、插頭、插座、電源模塊、充電（diàn）器等方麵充分運用阻燃、絕緣的優良材料（liào），提高新能源（yuán）汽車充電樁的使用性（xìng）能。