基於新能源汽車（chē）充電樁框（kuàng）架的絕緣材料應用進展

新能源汽車（chē）充電樁是新能源汽車應用中（zhōng）的核心部件，其主要部件如電源模塊等，一直存在（zài）的散熱問題有待解決。在新能源（yuán）汽車充電樁材料應（yīng）用領域中，可利用導熱絕緣片等新型材（cái）料，達到充電樁框架中電源模塊等組件的絕緣與散熱效果，經過實踐後獲得了良好的效（xiào）果。

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新能源汽車充電樁與絕緣材料

隨著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（néng）運（yùn）用性成為當務之急。導熱絕緣片作為充電樁（zhuāng）框架中（zhōng）重要的導熱材料，擁有良好市場發展前景。

目前應用在（zài）新能源汽車（chē）中半導體晶體管、絕（jué）緣柵雙極（jí）型晶體管等產品，在（zài）功率模塊（kuài）上的應用效果良好。新（xīn）能源（yuán）汽（qì）車充電（diàn）器主要由AC/DC、變換器和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（diàn）感和電容的紋波電壓、紋波電流等減小濾波電感和電容（róng）體積，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（de）減小。導熱絕緣片的性能與傳統的（de）器件相比（bǐ），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子飽（bǎo）和（hé）漂移速度，可應用於（yú）承受擊穿電壓較（jiào）高的部位（wèi）[1]。

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新能源（yuán）汽車充電樁（zhuāng）中絕緣材（cái）料的應用

2.1 導熱絕緣片在新（xīn）能源（yuán）汽車充電樁中的應（yīng）用

導熱絕緣片主要位於充電樁的散熱模塊（kuài）部位，采用TIS 導熱絕緣片無論是對於快充充電樁的運行（háng）還是慢充充電樁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（cí）片，已（yǐ）經不能（néng）滿足高效率、高熱（rè）量的電源模塊的導熱需（xū）求。針對充電樁基本的結構、連接位置、電線電纜、內部元（yuán）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（liè）導（dǎo）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（rè）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（zhì）強度，保障（zhàng）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、集成化（huà）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（kě）靠（kào）性技術，針對冷卻（què）係統要求高的情況下（xià），在功（gōng）率轉換器部分要（yào）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（kuān）禁帶（dài）器件構成的功率轉換器，可在更高的環境溫（wēn）度下正常工作，也可以（yǐ）將引擎冷（lěng）卻係統和功率轉換器（qì）係統合二為一。

2.2 阻燃（rán）塑料在新能源（yuán）充電樁中的應用

阻燃材料在新能（néng）源充電樁中（zhōng），主（zhǔ）要運用於充電連接元件、充電樁、殼體、電源模塊、外殼、充電器等可見部件。其具有良（liáng）好的阻燃性、高耐熱性和（hé）電氣絕緣性。由於連接器（qì）件是金屬，使用中插拔次數較高，材料應具有耐（nài）熱性和阻（zǔ）燃（rán）性，才能避免引起火災。例（lì）如無鹵阻燃材料滿（mǎn）足阻燃性，並具（jù）有抗金屬腐蝕性的特點，且熱穩定較（jiào）好（hǎo）。運用阻燃塑料尼龍材料，可實現（xiàn）新能源汽車高壓充電係統的良好（hǎo）的絕緣性能。在汽車充電（diàn）連接元件用料上，阻燃塑（sù）料運用較多，其具（jù）有防火（huǒ）、防水、防電、防爆的特點，在充電樁（zhuāng）殼、體、插頭、插座、電源模塊、外（wài）殼等運用較多。在插頭、插座部位目前還使用一係（xì）列改性材料，其耐熱性能更（gèng）強。薄壁PP 材料可（kě）實現（xiàn）充（chōng）電樁減重，薄（báo）壁化的充電材（cái）料采取更薄的壁厚（hòu）設計，取（qǔ）代傳統較厚的壁厚設計。充電樁作為新能源汽車使用中的（de）重要功能部件，在功能上需要（yào）得到保護，更要追求輕量化（huà），使（shǐ）用薄壁（bì）PP 材（cái）料，能夠有效的降（jiàng）低其重量，同時也（yě）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，能夠在材料充模時減少流動空間，增大流動阻力，在模具溫度等條件的設定上可以避免缺膠問題。通過製件結構的優（yōu）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（chōng）擊能力。其發展與汽車輕量化趨勢相配合，滿（mǎn）足了充電樁的配套設（shè）施和零部件的使用要求[3]。阻燃材料為電池框架提供絕緣性能（néng），動力電池（chí）係統作為汽車的能（néng）量（liàng）存儲（chǔ）裝（zhuāng）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（hán）多個電池包、動力電池、阻燃係統，阻燃材料成（chéng）為動力電池模組結構中首（shǒu）選材料。阻燃塑料充分考慮電（diàn）池串聯、高壓連接間的絕緣保護問（wèn）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，防止（zhǐ）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（jiǎn）重與絕緣，實現了動力電池模組作為動（dòng）力電池係統的結構之一的（de）良（liáng）好運行。其采用並聯的方式（shì），將保護線路和外殼進行組（zǔ）合，經串聯形成動力電池單體，再結合整車設計要求的前提下，再進行電（diàn）池模組的設計，根據動力電池（chí）係統設計（jì）的整體要求，將組件結構（gòu）形狀（zhuàng）加以確定，采用電池成組（zǔ）固定的方式，各個結構部件都有足夠的強度，充分考慮了電池串（chuàn）聯後高壓連接間的絕緣問題，防止爬電（diàn）距離和（hé）絕緣間隙[4]。阻（zǔ）燃塑料作為電池模組結構間的首選材料（liào），在設計過程（chéng）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（zú）電池裝（zhuāng）配和（hé）安（ān）全（quán）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（chē）的發展，結合充電（diàn）樁的使用場地，室內充電樁和室內外充電樁的（de）防（fáng）護等級都要達到P32 以上。尤其是在麵對外部惡劣天氣的時候（hòu），充電樁（zhuāng）要具（jù）有良好的壁壘條件與絕（jué）緣性，防護等（děng）級需達到IP54，方能保證車身安全、充電設備安全（quán）和人身安全。充電樁對材（cái）料的耐候性和抗衝擊性等性能具（jù）有較（jiào）高要求，在配套設施上要求使用更好的（de）阻燃耐（nài）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，輕量化材料（liào）是未來新能（néng）源汽車的發展趨勢，例（lì）如輕量化（huà）的（de）導熱矽膠片可以為動力電池減負。在動力電池中包（bāo）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，能夠實現新能源汽車導（dǎo）航裏程（chéng）的增加，而且導熱矽膠片使用密度（dù）輕量（liàng）化的特性（xìng），使得新能源汽車動力電池的性能（néng）增多，實（shí）現（xiàn）了（le）可持續發（fā）展和節能減排雙重目標[5]。塑料和複合材料結合（hé），可形成性能優異的輕質材料。如碳刷座絕緣件對應於待衝壓成型的碳（tàn）刷座絕緣件內脫板（bǎn）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（jué）緣件上的安（ān）裝孔對應的衝針孔（kǒng），從上到下依次布置（zhì）有導柱固（gù）定板和底板，衝針孔的周壁和內脫板的外周緣設有吹氣（qì）孔。通過吹氣孔提（tí）高模具的排料排屑能力，避免因排料排屑不暢引起一係列問題。

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結語

新能源汽車充電樁框架中絕緣材料的選擇與應用，在新能源汽車使（shǐ）用性能和安全保（bǎo）障上發揮重（chóng）要的作用。未來在政策扶持和市場刺激下（xià），新能源汽車（chē）消費趨勢將不斷升溫，充電樁材料的應用也會隨著充電樁的需求不斷猛增而（ér）不斷進行研（yán）發與升級（jí）。應針對新能源汽車充（chōng）電樁係統的功能需求進行材（cái）料方案的設計，圍繞防火、防（fáng）電、防水等，在充電樁殼（ké）體、插頭、插座、電源模塊、充電器等（děng）方麵充分運用阻（zǔ）燃（rán）、絕緣的優（yōu）良材料，提高新能（néng）源汽車充電樁的使用性能。