基於（yú）新能源汽車充電樁框架（jià）的絕緣材料應（yīng）用進展

新能（néng）源汽車充電樁是新能（néng）源汽車應（yīng）用中的（de）核心部件，其主要部件如電源模塊等，一直存在的散熱問題（tí）有待解決。在新能源汽車充電樁（zhuāng）材（cái）料應用領域中，可（kě）利用導熱（rè）絕緣片等新型材料，達到充電樁框架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（hǎo）的效果。

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新能源汽車充電（diàn）樁與絕（jué）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運用性成為當務之急。導熱絕緣片作為充（chōng）電樁框架中重要的導熱材料，擁有（yǒu）良好市場發展前景。

目前（qián）應用在新能源汽車中半導體晶體（tǐ）管、絕緣柵雙極型晶體管等產品，在功率（lǜ）模（mó）塊上的應用效果良好。新能（néng）源汽車充電（diàn）器主（zhǔ）要由AC/DC、變換器和（hé）DC/DC 變換器構成PFC 變換器，可使工作效率（lǜ）顯著提升，輸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，降低電流（liú）波紋，提高電容工作的可靠性（xìng），將整個變換器體（tǐ）積的減（jiǎn）小。導熱絕（jué）緣（yuán）片的性能與傳統的器件相（xiàng）比，能夠在更高（gāo）的工作溫度和較高的工作電壓下具有更高的電子飽和（hé）漂移速度，可應用於承受擊穿電壓較高的部位[1]。

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新能源汽車充電樁中絕緣材料的應用

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

導熱絕緣片主要位於充電樁的散熱模（mó）塊部位，采用TIS 導熱絕緣片無論是對於快充充電樁的（de）運行還是慢充充電樁的運行都具有良（liáng）好的效果。傳統的簡單風扇散熱器和（hé）原有的導（dǎo）熱陶瓷片，已（yǐ）經不能滿足高效率、高熱量的（de）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、內部元件等（děng）特性，采用TIS 係列導熱（rè）矽膠片，可實現高效的絕緣（yuán）性（xìng）能。TIS 係列導熱絕緣（yuán）片（piàn），能夠同時達到導熱和絕緣的效（xiào）果。材料使用時：將絕緣性的矽膠（jiāo）片放（fàng）入到導熱材料中，能夠實現低熱阻的高壓絕緣（yuán），具有良好的（de）傳導性與良（liáng）好的電介質強度（dù），保障充（chōng）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、集成化使用[2]。

在（zài）新能源汽車發展過程中，采用提高功率（lǜ）變換（huàn）器高溫（wēn）下的可靠（kào）性技術，針對冷卻係（xì）統要求高的情況下，在功率轉換器部分要求冷卻係統保持在70 度左（zuǒ）右的時（shí）候仍能正常（cháng）工作（zuò）。導熱片工作（zuò）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（lǜ）轉換器係統合二為一。

2.2 阻燃塑料在新能源充（chōng）電樁中的應用

阻燃材料在新能源充電（diàn）樁中，主要運用（yòng）於充電連接元件（jiàn）、充電樁、殼體、電源模塊、外（wài）殼（ké）、充電器等可見部件。其（qí）具有良好的阻燃性、高耐熱性和電氣絕緣性。由於連接器件是金屬，使用中插拔次數較高，材料應具有耐熱性和阻燃性，才能避免引起火災。例如無鹵阻燃材料滿足阻（zǔ）燃性，並具有抗金屬腐蝕性的（de）特點，且熱穩定較好。運用阻燃（rán）塑（sù）料（liào）尼龍材料，可實現新（xīn）能源汽車高壓充電係統的良好的絕緣性能。在汽（qì）車充電連接元（yuán）件用料上，阻燃塑料運用較多，其具有防火、防水、防電、防爆的特點（diǎn），在（zài）充電樁殼、體、插頭、插座、電源（yuán）模（mó）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（liè）改性（xìng）材料，其耐（nài）熱性能更強。薄壁（bì）PP 材料可實現充電樁減重，薄壁化（huà）的充電材料采取更薄的壁厚設計，取代傳統較厚的（de）壁厚設計。充電樁作為新能源汽（qì）車使用中的重要功能部件，在功（gōng）能上需要（yào）得到（dào）保護，更要（yào）追求輕量化，使用薄壁（bì）PP 材（cái）料，能夠（gòu）有效的降低其重量，同時（shí）也能發揮阻燃的作用。薄壁PP 材（cái）料（liào）具有高模量、高韌性和高流動性的（de）性能，能夠（gòu）在材料充模時減少流動空間（jiān），增大流動阻（zǔ）力，在模具溫度等條件的設定上可以避（bì）免缺膠（jiāo）問題。通過製件結構（gòu）的優化，設（shè）計（jì）材料自身模量提高（gāo），可以緩衝（chōng）外界衝擊，具有很好的抗衝擊能力。其發（fā）展與（yǔ）汽車輕量化趨勢相配合，滿足了充電樁的配套設施和零部件的（de）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（cún）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，包含多個電池包、動力電（diàn）池（chí）、阻（zǔ）燃係（xì）統（tǒng），阻燃材料成為動力電池模組結（jié）構中首選材料。阻（zǔ）燃塑料（liào）充分考慮電池串聯、高壓連接（jiē）間（jiān）的絕緣保護問題，滿足電池模塊的裝配鬆度適中（zhōng）、各個（gè）結構件（jiàn）具有足夠的強度的要求，防止電池（chí）因內外力作用發生破壞。

采用阻（zǔ）燃材料（liào）為（wéi）電池框架減重與絕緣（yuán），實現了動力電池模組作（zuò）為動力電池係統的結構之（zhī）一的良好（hǎo）運行。其采用並聯的方式，將保護線（xiàn）路和外殼進行組合（hé），經串聯形成動力電池單體，再結合（hé）整車設計要求（qiú）的前提（tí）下，再進行電（diàn）池模組的設計，根（gēn）據動力電池係統設計的整體要求，將組件結構形狀加（jiā）以確定，采用電池（chí）成組（zǔ）固定的方式，各個結構部件都有足夠的強度，充分考慮了電池串聯後高壓連接間的絕緣問題，防止爬電距（jù）離（lí）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，在設計過程中要求（qiú）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（qiú）。

2.3 阻（zǔ）燃耐候材料（liào）在新能源充電樁中的應用

隨著新能源汽車的發展，結合充電（diàn）樁的使用場地，室內充電樁和室內外充電樁的防護（hù）等級都要達到P32 以上。尤其是（shì）在麵對外部（bù）惡劣天氣的時候，充電（diàn）樁要具有良好的壁壘條（tiáo）件與絕緣性，防護等級需達到IP54，方能保證車（chē）身安全、充電設備安全和人身安全。充電樁對材料的耐候（hòu）性和抗衝擊性等性（xìng）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（liào），保障充電樁安全運行。目前經過（guò）測試項目（mù）以及實驗之後，輕量化材料是（shì）未來新能源汽車的發展趨（qū）勢，例如輕量化的導熱矽膠片可以為（wéi）動力電池（chí）減負。在動力電（diàn）池中（zhōng）包含了（le）多達（dá）幾十片的導熱（rè）矽膠片，提高動（dòng）力電池能量密度（dù）的前提下，能夠實現新能源汽車導航裏程的增加，而（ér）且導熱矽膠片使用密度輕量化的特性，使（shǐ）得新能源汽車動力電池的性能增多，實現了可持續（xù）發展和節能減排雙（shuāng）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（tàn）刷座絕（jué）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（jiàn）有與碳刷座絕緣件上的安裝孔（kǒng）對應的衝針孔，從上到下依次布置有（yǒu）導柱固定板和底板，衝針（zhēn）孔的周壁和內脫板的外周緣設（shè）有吹氣孔。通過吹氣孔提高模具的排料排屑能力，避免因排料排屑不暢（chàng）引起一（yī）係列問題。

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結語

新能源汽車充電樁（zhuāng）框架（jià）中絕緣（yuán）材料的選擇與應用，在新（xīn）能源汽車使用性能和安全保障上發（fā）揮重要的（de）作用。未來（lái）在政策扶持和市場刺激下，新能源汽車消費（fèi）趨勢將不斷升（shēng）溫（wēn），充電樁材料的應用也會隨著充電樁的需求（qiú）不斷猛（měng）增而不斷（duàn）進行研（yán）發與升級。應針對新能源汽車充電樁係統（tǒng）的功能（néng）需求進（jìn）行材料方案的設計，圍繞防火、防電、防水等（děng），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燃、絕緣的優良材料，提高新（xīn）能源汽車充電樁的使用性能。