基於新能源汽車充（chōng）電樁框架的絕緣材料應用進展

新能源汽車充（chōng）電樁是新能（néng）源汽（qì）車應用（yòng）中的核心部件，其主要部件如電源（yuán）模（mó）塊等，一直存在（zài）的散熱問題有待解決。在新能（néng）源汽車充電樁材料應（yīng）用領域中，可利用導熱絕緣（yuán）片等新型（xíng）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（guǒ），經過實踐後獲得了良好的效果。

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新（xīn）能源（yuán）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（de）功能運用性（xìng）成為（wéi）當務之急（jí）。導熱絕緣片作（zuò）為充電樁框架中重要的（de）導熱材料，擁有良好市場（chǎng）發展前景。

目前應（yīng）用在新能源汽（qì）車中半（bàn）導體晶（jīng）體管、絕（jué）緣柵雙極型晶體管（guǎn）等產品，在功率模塊上的應用（yòng）效果良好。新能源汽車充電（diàn）器主要由AC/DC、變換（huàn）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（de）紋波（bō）電壓、紋（wén）波電流等減小濾波電感和電容體積（jī），降低電（diàn）流波紋，提高電容工作的可靠性，將整個變換器體積的減小。導熱絕緣片的性能與傳統的器件（jiàn）相比，能夠在更高的工作溫度和較高的工作電壓下具（jù）有更高的電子飽和漂移速度，可應用於承受擊穿電（diàn）壓較（jiào）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（yòng）

2.1 導熱絕緣片在新能源汽車（chē）充電樁中的應用

導熱絕緣片主要位於（yú）充電樁的散熱模（mó）塊部位，采用TIS 導熱絕緣片無論是（shì）對（duì）於快充充電樁的運行還（hái）是慢充充電樁的運行都具有良好的效果。傳統的（de）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（de）電源模（mó）塊的導熱需求。針對充（chōng）電樁基（jī）本的結構、連接位（wèi）置、電線電纜、內部元件等特（tè）性，采用TIS 係（xì）列導熱矽膠片（piàn），可（kě）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（guǒ）。材料使用時：將絕緣（yuán）性的矽膠片放入到導熱材料中，能夠實現低熱阻的高壓絕（jué）緣，具有良好的傳導性與良（liáng）好（hǎo）的電介質強度，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、集成化使用[2]。

在新能源（yuán）汽車發展過程中，采用提高功率變換器高溫下（xià）的（de）可靠性技術，針對冷卻係統要求高的情況下，在功率轉（zhuǎn）換器部分要求冷卻係統保持在（zài）70 度左右的時候仍能正（zhèng）常工作。導熱片工作結溫達到300 度。采用寬禁帶器件構成的（de）功率轉換器，可在更高的環境溫度下正（zhèng）常工作，也可以將引擎冷卻係統和（hé）功率轉換器係統合（hé）二為一（yī）。

2.2 阻燃塑料在新能源充電樁中的應用

阻燃材料在新能源充電樁中，主要運用於充電連接元件、充電樁、殼體（tǐ）、電源模塊、外（wài）殼、充電器等可（kě）見部件。其具有良（liáng）好的阻燃性、高耐熱性和電氣絕緣性（xìng）。由（yóu）於連接器件是金屬，使用中插拔次數較高，材料應具有耐熱（rè）性和阻（zǔ）燃性，才能避免引起火災。例如無鹵阻燃材料滿足阻燃性，並具有抗金屬腐蝕性的特點，且熱穩定（dìng）較好。運用阻燃塑料（liào）尼龍材料，可實現新能源汽車高壓充電係（xì）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（yǒu）防火（huǒ）、防（fáng）水、防電、防爆的（de）特點，在充電樁殼、體、插頭、插座、電源模塊、外殼等運用較多。在插頭、插座部位目（mù）前還使用一係（xì）列改性材料，其耐熱性能更強。薄壁PP 材料可實（shí）現充（chōng）電（diàn）樁減重，薄壁化的充電材料采取更薄（báo）的壁厚設計，取代傳統較（jiào）厚的壁厚（hòu）設（shè）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（liàng）化，使用薄（báo）壁PP 材料，能夠有效的降低其重量，同（tóng）時也能發揮阻（zǔ）燃的作用。薄（báo）壁PP 材料具有高模量、高韌性和高流動性的（de）性能，能（néng）夠在（zài）材料充模時減少流動空間（jiān），增大流動阻力，在（zài）模具溫度等條件的設定上可以避免缺膠問題。通過製件結構的優化，設計材料自（zì）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（zhǎn）與汽車輕量化趨（qū）勢相（xiàng）配合，滿足了充電（diàn）樁的配套設施和零部件（jiàn）的使用要求[3]。阻燃材（cái）料為電池框（kuàng）架提供（gòng）絕緣性能，動力電池係統作為（wéi）汽車的能量存儲裝置，給電動汽車的驅動提供能量，可（kě）擁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，阻燃材料成（chéng）為動（dòng）力電池模組結構中首選材料。阻燃塑料充分考慮電池串聯、高壓連接間的絕緣保護問題，滿足（zú）電池模（mó）塊的（de）裝配鬆度適中（zhōng）、各個（gè）結構（gòu）件具有足夠的強度的要（yào）求，防止電池因內（nèi）外力作用發（fā）生破壞。

采用阻燃材料為電池框架減重與絕緣（yuán），實現了動力電池模組作為動力電池係統的結構之一的良好運行。其（qí）采用並聯的方式，將保護線路和外殼進行組合，經串聯形（xíng）成動力電池單體，再結合整車設計要求的前提下，再（zài）進行電（diàn）池模組的設計，根（gēn）據動力電池係統設計的整體要求，將組件結構（gòu）形狀（zhuàng）加以確定，采用電池成組固定的方式，各（gè）個結構部件都有足夠的（de）強度，充分考慮了電池串聯後高壓連接間的絕緣問題，防止爬電距離和絕緣間隙[4]。阻燃塑料作為電池模組結（jié）構間的首選材料，在設（shè）計過程中要求質量輕，且（qiě）塑料具有多（duō）種材（cái）料的廣泛選擇性，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（zhuāng）的使用場（chǎng）地，室內充電樁和室內外充電樁的防護等級都要達到（dào）P32 以上。尤其是在麵（miàn）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，防護等級需達（dá）到IP54，方能保證車身安全、充電設備安全（quán）和人（rén）身安全。充電樁對材（cái）料的耐候性和抗衝擊性等性（xìng）能（néng）具有較高要（yào）求，在（zài）配套設施上要求（qiú）使用更（gèng）好的阻燃耐候材料，保障充電（diàn）樁安全運行。目前經過測試項目以及實驗之後，輕量化材料是未（wèi）來（lái）新能源汽車的發展趨（qū）勢，例如輕（qīng）量化的導熱矽膠片可以為動力電（diàn）池減（jiǎn）負。在動力電池中包含了多達幾十片的導熱矽膠片，提（tí）高動力電池能量密度的前提下（xià），能夠實現新能源汽車導航裏（lǐ）程的增加（jiā），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）電池的性（xìng）能增（zēng）多，實現了可持續發展和節能減排雙重目標[5]。塑料（liào）和複合材料結合，可（kě）形成性能優異的輕質（zhì）材料。如碳刷座絕緣（yuán）件對應於待衝壓成型的碳刷座絕緣件內脫板的形狀，有（yǒu）與內脫板的形狀一致的開口，凹模板中間下（xià）模組件有與碳（tàn）刷（shuā）座絕緣件（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（bǎn）和底板，衝針孔（kǒng）的周（zhōu）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（chē）充電樁框架中絕緣材料的選（xuǎn）擇與應用，在新能（néng）源汽車使用性（xìng）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（chǎng）刺激下，新能源汽車消（xiāo）費趨勢將不（bú）斷（duàn）升溫，充電樁（zhuāng）材（cái）料（liào）的應用也會隨著充電樁的需求（qiú）不斷猛增而不斷進行研發與升級。應針對新能源汽車充電樁係（xì）統的功能（néng）需求進行材料方案的設計，圍繞防（fáng）火（huǒ）、防電、防水等，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（zǔ）燃、絕緣的優良材料，提高新能（néng）源汽車充電樁的使用性能。