基於新能源汽車充電樁框架的絕緣材料應用進（jìn）展

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

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新能（néng）源汽（qì）車充電樁與絕緣材料

隨（suí）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運用性成為當務之急。導熱絕緣片作為（wéi）充電樁框架中重要的導熱材料，擁有良好（hǎo）市場發（fā）展前景。

目（mù）前應用在新能源汽（qì）車中半導體晶體管（guǎn）、絕緣柵雙極型晶體管等產品，在（zài）功率模塊上（shàng）的應用效（xiào）果良好。新能源汽（qì）車（chē）充電器主要由AC/DC、變換器和（hé）DC/DC 變換器構成PFC 變換器，可（kě）使（shǐ）工作效率顯著提升，輸出濾波電感和電（diàn）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（kào）性，將整個變（biàn）換器體積的減小。導熱絕緣（yuán）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（zuò）電壓下具有更高的電子飽（bǎo）和漂移速度，可應用於承受擊穿電壓較高的部位[1]。

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新能（néng）源汽車充電樁（zhuāng）中絕緣材料的應用

2.1 導熱絕緣片在新（xīn）能源汽（qì）車充電樁中的（de）應用（yòng）

導熱絕緣（yuán）片主要位於充電（diàn）樁的（de）散熱模塊部位，采用TIS 導熱絕緣片（piàn）無（wú）論是對於快充充電樁（zhuāng）的運行還是（shì）慢充充電樁的運（yùn）行都具有良好的效果。傳（chuán）統的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（gāo）熱量的電源模（mó）塊的導熱需求。針對充電樁基本的結構、連（lián）接位置、電（diàn）線電纜、內（nèi）部元件（jiàn）等特性，采用TIS 係列導熱矽膠片（piàn），可實現高效的絕（jué）緣性能。TIS 係列導熱絕緣片，能夠同時達到導熱和絕緣的效果。材料使用時：將絕緣（yuán）性的矽膠片（piàn）放入到導熱（rè）材料中，能夠實現低（dī）熱阻的高壓絕緣，具有良好的傳導性與良好的電介質強度，保障充電樁能夠高效率地工作。從（cóng）而實（shí）現新能源汽車智能化、輕量化、集成化使用[2]。

在新能源汽車（chē）發展過程中，采用提高功率變（biàn）換器高溫下的可靠性技術，針對冷卻係統要求高的（de）情況下，在功率轉換器部分要求冷卻係統保持在70 度左右的時候仍能正常工（gōng）作。導熱片工作結（jié）溫達（dá）到300 度。采用寬禁帶（dài）器件構成的功率轉換器，可（kě）在更高的環境溫度下正（zhèng）常工作，也可以將引（yǐn）擎冷卻係統和功率轉換器（qì）係統合二為一。

2.2 阻燃塑料在新能源充電樁中的應用

阻燃材料在新能源充電樁中，主要運（yùn）用於充電連接（jiē）元件、充電樁、殼體、電源模塊、外殼、充電器等可見部件。其具（jù）有良好的阻燃性、高耐熱（rè）性和電氣絕緣性。由於連接器（qì）件是金屬，使用中插拔次數較高，材料（liào）應具（jù）有耐熱性和阻燃性，才能避免引起火災。例如（rú）無鹵阻燃（rán）材料滿足阻燃性，並具有抗金屬腐蝕性的（de）特點（diǎn），且熱穩定較好。運用阻燃（rán）塑料尼龍材料，可實現新能源（yuán）汽車高壓充電係統的良好的絕緣性能（néng）。在汽車充電連接元件用料上，阻燃（rán）塑料（liào）運用較多，其具（jù）有防火、防水、防電、防爆的特點，在充電樁殼、體、插（chā）頭、插座、電源模塊（kuài）、外殼等運（yùn）用較多。在插頭、插座部（bù）位（wèi）目前還使用一係列改性材料，其耐熱性能更強。薄壁PP 材（cái）料可實現充（chōng）電樁減重，薄壁化的充電材料采取（qǔ）更薄的壁厚設（shè）計，取代傳統較厚的壁厚設計（jì）。充電樁作為新能源（yuán）汽車使用中的重要功能部件，在功能（néng）上需要得到保護，更要追求輕量化，使用薄壁PP 材料，能夠有效的降低其重量，同時也能發揮阻燃的作（zuò）用。薄（báo）壁PP 材料具有高模量、高韌性（xìng）和高流動性的性能，能夠在材料充模時減少流動空間（jiān），增大流動阻（zǔ）力（lì），在模（mó）具溫度（dù）等條件的設定上可以避免缺膠（jiāo）問題。通過製件結構的優化，設計材料自身模量提高，可以緩衝（chōng）外界衝擊，具有很（hěn）好的抗衝擊能力。其發展與汽車輕量化趨勢相配合，滿足了充電（diàn）樁的配套設施和（hé）零部件的使用要求[3]。阻燃材料為電（diàn）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（diàn）動汽車的驅動提供能量（liàng），可擁有多個電池（chí）管理係統，包含多個電池包、動力電池、阻燃係（xì）統，阻燃材料成為動力電（diàn）池模組（zǔ）結構中首選材料。阻燃塑料充分考慮電池串聯、高壓連接間（jiān）的（de）絕（jué）緣保護問題，滿足（zú）電（diàn）池模塊的裝配鬆度（dù）適中、各個結構件具有足夠的強度的要（yào）求，防止電池因（yīn）內外力作用發生破壞。

采用阻燃（rán）材（cái）料（liào）為電池框架減重與絕緣，實現了動力電池模（mó）組作為動力電池係統的結構之一的良好（hǎo）運行。其采用並聯的方（fāng）式，將（jiāng）保護線路和外殼進行組合，經串（chuàn）聯形成動力電池單體，再結合整車設計（jì）要求的前提下，再進（jìn）行電池（chí）模組的設計，根據動力電池係統設計的（de）整體要求，將組件結構形狀加以確定，采（cǎi）用電池成組（zǔ）固定（dìng）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（zǔ）結構間的首選材料，在設計（jì）過程中要（yào）求質量輕，且塑料具有多種材料的廣（guǎng）泛（fàn）選擇性，可以滿足電池裝配和安全需求。

2.3 阻（zǔ）燃耐候材料在新（xīn）能源充電（diàn）樁中的應用

隨著（zhe）新能源汽車的發展，結合充（chōng）電樁的使用場（chǎng）地，室內充電樁和室內外充電樁的防護等級都要達到P32 以上（shàng）。尤其是在麵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（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（zhuāng）對材料的耐候性（xìng）和抗衝擊性等（děng）性能具有較高要求，在配套設施上要（yào）求使用（yòng）更好的阻燃耐候材料，保障充（chōng）電樁安全運行。目前經過測試項目以及實驗之後，輕量化材料是未來新能源（yuán）汽車的發展趨勢，例如輕量化的導（dǎo）熱矽膠片可以為動力電池減負。在動力電（diàn）池中包（bāo）含了多達幾（jǐ）十片的導熱（rè）矽膠片，提高動力電池能量密度的前提下，能夠（gòu）實現新能源汽（qì）車導航裏（lǐ）程的增加，而且（qiě）導熱矽膠片使用密度輕量化（huà）的特性，使得新能源汽車動力電池的性能增多，實現了可持續發展（zhǎn）和（hé）節能減排雙重目標[5]。塑料和複合材料結合，可形成性能優異的輕質材料。如碳刷座絕緣（yuán）件對應於待衝（chōng）壓成型的碳刷座絕緣件內脫板的形狀，有與內脫板的形（xíng）狀一致的開口，凹模板中間下模組件有（yǒu）與碳刷（shuā）座絕緣件上的安裝孔對應的衝針孔，從上到下依次布（bù）置有導柱固定（dìng）板和（hé）底板，衝針孔的周壁和內脫板的外周（zhōu）緣設有吹氣孔。通過吹（chuī）氣孔提高模具的排（pái）料排屑能力，避免因排（pái）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（chōng）電樁框架中絕緣材料的選擇與應用，在新能源汽車使用（yòng）性能和安（ān）全保障上發揮重要的作用。未來在政策扶持和市場刺激下，新（xīn）能源汽車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（qiú）不斷（duàn）猛（měng）增而不（bú）斷進行（háng）研發與升級。應針對新（xīn）能源（yuán）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（huǒ）、防電、防水等，在充電樁殼體（tǐ）、插頭、插座、電源模塊、充電（diàn）器等（děng）方麵充分運用阻燃、絕緣的優良材料，提高新能源汽車充電樁的使用性能。