基於新能源（yuán）汽車充電樁框架的絕緣（yuán）材料（liào）應用進展

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

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新能源汽車充電樁與絕緣材料

隨著新（xīn）能源汽車發展進程的不斷（duàn）加快，開拓新能源汽車充電樁的功能運用性成為當務之急。導熱絕緣片作為充電樁框架中重要的導熱材料，擁有（yǒu）良好市（shì）場（chǎng）發展前景。

目（mù）前（qián）應用在新能源汽（qì）車中半導體晶體（tǐ）管、絕緣柵雙極型晶體管等產品，在功率模塊上的應用效果良好。新能源汽車充電器主要由AC/DC、變換器和DC/DC 變換器構成PFC 變換器，可使工作效率（lǜ）顯著提升，輸（shū）出濾波電感和電容的紋波電壓、紋波電流等減小濾波電（diàn）感和電容體積，降低電（diàn）流波紋，提高電容工作的（de）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比，能夠在更高的（de）工作溫度和較（jiào）高（gāo）的工作電壓下具有更高的電子飽和漂移速度，可（kě）應（yīng）用於承受擊穿電（diàn）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 導熱絕緣片（piàn）在新能源汽車充電樁中的應（yīng）用

導（dǎo）熱絕緣片（piàn）主（zhǔ）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於快充充電樁的運行還是慢充充電樁的運行都具有良好的效果（guǒ）。傳統的簡（jiǎn）單風扇散熱器（qì）和（hé）原（yuán）有的導熱陶瓷片，已（yǐ）經不能滿足高效率、高熱量的電源模塊的（de）導熱需求。針對充電樁（zhuāng）基本（běn）的結構、連（lián）接（jiē）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（dī）熱阻的高（gāo）壓絕緣，具有良好的傳導性（xìng）與良好的電介質強（qiáng）度，保障充電樁能夠高效率地工作。從而實現新能源汽車智（zhì）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（de）可靠性技術，針對冷卻係統要求高的（de）情況（kuàng）下，在功率轉換器部分要求冷卻係統保持（chí）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（dù）。采用寬禁帶器件構成的功率（lǜ）轉換器，可（kě）在更高（gāo）的環（huán）境溫度下正（zhèng）常工作，也可以將引擎冷（lěng）卻係（xì）統（tǒng）和功率轉換器係統合二（èr）為一。

2.2 阻燃（rán）塑料在新（xīn）能源充電樁中（zhōng）的應用

阻燃材料（liào）在新能（néng）源充（chōng）電樁中，主要運用於充電連（lián）接元件、充電樁（zhuāng）、殼體、電源模塊（kuài）、外殼、充電器等可見部件。其具有良好的阻燃性、高耐（nài）熱（rè）性和電氣絕緣性。由於連（lián）接器件（jiàn）是金屬，使用中插拔次數（shù）較（jiào）高，材料應具有耐熱性和阻燃性，才能避免引起火（huǒ）災。例如無鹵阻燃材料滿（mǎn）足阻燃性，並具有（yǒu）抗金屬（shǔ）腐蝕性的（de）特點，且熱穩定較好（hǎo）。運用阻燃（rán）塑料尼龍材料，可實現新能源汽車高壓充（chōng）電係統（tǒng）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（yùn）用較多，其具（jù）有防火、防水、防電（diàn）、防（fáng）爆的（de）特點，在充電樁殼（ké）、體、插頭、插座、電（diàn）源模塊、外殼等運用較多。在插頭、插座部位目前還使用一係列改性材料，其耐熱性能更（gèng）強。薄壁PP 材料可（kě）實現充電樁減重，薄壁化的充電材料采取更薄的壁厚設計，取代（dài）傳統較厚的壁厚設計。充電樁作為新能源汽車使用中的重要功能部件，在功能上需（xū）要得到保護，更要追求輕量化，使用薄壁PP 材料，能夠有效的降（jiàng）低其重量，同（tóng）時也能發揮阻燃的作用。薄（báo）壁PP 材料具有高模量、高韌性和高流（liú）動性的性能，能夠（gòu）在材料充模時減少流動空間，增大流（liú）動阻力，在模具溫（wēn）度等條件的設定上可（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（kě）以（yǐ）緩衝外界衝擊，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（le）充（chōng）電樁的配套設施和零部（bù）件的使用要求[3]。阻燃材料為電池框架提供絕緣性能，動力電池係統作為汽車的能量存儲裝置，給電動（dòng）汽車的驅動提供能量，可擁有多個電池管理係統，包（bāo）含多個電池包、動力電池（chí）、阻燃係統，阻（zǔ）燃材料成為動（dòng）力電池模（mó）組結構中首選材料。阻燃塑料充（chōng）分考慮電池串聯、高壓（yā）連接（jiē）間的絕緣保護問題，滿足電池模塊（kuài）的裝配鬆度（dù）適中、各個（gè）結構件具有足夠（gòu）的強度的要求，防止電池因內外力作用發生破（pò）壞。

采用阻燃材料為電池框架減重與絕緣，實現了動力電池（chí）模組作（zuò）為（wéi）動力電池係統的結（jié）構之一的良好運行。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（hé）整（zhěng）車設計要求的前提下（xià），再進行電池（chí）模組的設計，根據動力電池係統（tǒng）設計的整體要求，將（jiāng）組件結構形狀加以確定，采（cǎi）用電池成組固定的方式，各（gè）個結構部（bù）件都有足夠的強度，充分考慮了電池串聯後高（gāo）壓（yā）連接間的（de）絕緣問題，防止爬電（diàn）距離和絕緣間隙[4]。阻燃塑料作為電池模組結構間的首選材料，在設計過（guò）程中要求質量輕，且（qiě）塑料具有多種材（cái）料的廣（guǎng）泛選擇性（xìng），可以滿足電（diàn）池裝配和安全需（xū）求。

2.3 阻（zǔ）燃耐候材料在新能源充電樁中的應（yīng）用

隨著新能源汽車的發（fā）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都要達到P32 以上。尤其（qí）是在麵對外部惡劣天氣的（de）時候（hòu），充電（diàn）樁要具有良（liáng）好（hǎo）的壁壘條件與絕緣性，防護等（děng）級需達到IP54，方能保證車身安全、充電設備安全和人身安（ān）全。充電樁對材料的耐候性和抗衝擊性等性能具有較高（gāo）要（yào）求（qiú），在配套設施上要求使用更好的阻燃耐候（hòu）材料，保障充電樁安全運行（háng）。目前經（jīng）過測試項目以（yǐ）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）中包含了多達幾十片的導熱（rè）矽膠片，提高動力電池能（néng）量密度的前（qián）提下，能（néng）夠實現新能源汽車導航裏程的增加，而且導熱矽膠片（piàn）使用密度輕（qīng）量化的（de）特性，使得新（xīn）能（néng）源汽車（chē）動力電池的性能增多，實現了可持續發展和節能減排雙重目標[5]。塑（sù）料和（hé）複合材（cái）料結合，可形成性能優異的輕質材料。如（rú）碳刷座絕緣件對應於待（dài）衝壓成型的碳刷座絕緣件內脫板的形狀，有（yǒu）與內脫板（bǎn）的形狀一（yī）致的開口，凹模板中間下模（mó）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（yǒu）導柱固定板和底板，衝（chōng）針孔的周壁和內脫板的外周緣設有吹氣孔。通過吹（chuī）氣孔提高模具的排料排屑能（néng）力，避免因排料排屑（xiè）不暢引起一係列問題。

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結語

新能源汽車充電樁（zhuāng）框（kuàng）架中絕緣材料的（de）選擇與應用，在新能源汽車使用（yòng）性能和安全保障（zhàng）上發揮重要的作用。未來在政策扶持和市場刺激下，新能源汽（qì）車消費趨勢將不斷升溫，充電樁材料的（de）應用也會隨著充電樁的需（xū）求不斷猛增（zēng）而（ér）不斷進行研發與升級。應針（zhēn）對新能源汽車充電樁係統的功能需求進行材料方案的設（shè）計，圍繞防（fáng）火、防電、防水等，在充電樁殼體、插頭、插座（zuò）、電源模塊、充電器（qì）等方（fāng）麵充分運用阻燃、絕緣的優良材料，提高新能（néng）源汽車充電樁的使用性能。