基於新能源汽車充電樁框（kuàng）架的絕緣材料應用進展

新（xīn）能源汽車充電樁（zhuāng）是新能源汽車應用中的核（hé）心部件，其主要部件如（rú）電源模塊等，一直存在的散熱問題（tí）有待解（jiě）決。在新能源汽車充電樁材料應用領域中，可利用（yòng）導（dǎo）熱絕緣片等新型材料，達到充電樁框架中電源模塊等組件的絕緣與散熱效果，經過實踐後獲得了良好的效果。

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新能源汽車充電樁與絕緣（yuán）材料

隨著新能源汽車發展進程的（de）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。導熱絕緣片作為充電樁框架中重要的導熱材料，擁有良好市場發展前景。

目前應用（yòng）在（zài）新能源汽車中半導體晶體管、絕緣柵（shān）雙極型晶體管等產品，在（zài）功率模塊（kuài）上的應用效（xiào）果良好。新能源汽車充電器主（zhǔ）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，輸出濾波電感和電容（róng）的紋波電壓、紋波電流等減小濾波電感和電容體積，降低電流波紋，提高電（diàn）容工作的（de）可靠性，將整個（gè）變換器體積的減（jiǎn）小（xiǎo）。導熱絕緣片的性能與傳統的器件相比，能夠在更高（gāo）的工作溫（wēn）度和較高的工作電壓下具有更高的電子飽和漂移（yí）速度，可（kě）應用於承受擊穿電壓較高的部（bù）位[1]。

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新能源汽車（chē）充電（diàn）樁中（zhōng）絕緣材（cái）料的應用

2.1 導熱絕緣片在新（xīn）能源汽車充電樁（zhuāng）中（zhōng）的應用

導熱絕緣（yuán）片主要（yào）位於充（chōng）電樁的散熱（rè）模塊（kuài）部位，采用TIS 導熱（rè）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（yǒu）良好的效果（guǒ）。傳統的簡單風扇（shàn）散熱器和（hé）原有的導熱陶瓷片，已經不能滿足高效率、高熱量的電源模塊的導熱需求（qiú）。針（zhēn）對充（chōng）電樁基（jī）本的結（jié）構、連接位置、電線電（diàn）纜、內部元件等特性，采用TIS 係列導熱矽膠片，可實現（xiàn）高效的（de）絕（jué）緣性能。TIS 係列導熱絕緣片（piàn），能夠同時達到導熱和絕緣的（de）效果。材料使（shǐ）用時：將絕緣性的矽膠片放入到導熱（rè）材料中，能夠實現低（dī）熱阻的高壓絕緣，具有（yǒu）良好的傳導性與良好的電介質強度（dù），保障充電樁能夠高效率地工作。從而實現新能源汽車智能化、輕（qīng）量化、集成化使用[2]。

在新能源汽車發展過（guò）程中，采（cǎi）用提高功率（lǜ）變（biàn）換器高溫下的（de）可靠性技（jì）術，針對冷卻係統要求高的情況下，在功率轉換器部分要求冷卻係統（tǒng）保持在70 度左右的時候仍能正常工作。導熱片工作（zuò）結溫達到300 度。采（cǎi）用寬禁帶器件構成的功率轉換器，可（kě）在更高的環境溫度下正常工作，也可以將引擎冷卻係統和（hé）功率轉換器係統合二為一。

2.2 阻（zǔ）燃（rán）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）用於充電連接元件（jiàn）、充電樁、殼體、電源模塊（kuài）、外殼、充電器等可見部件。其具（jù）有良好的（de）阻燃性、高耐熱（rè）性和電（diàn）氣絕緣性。由於連接器（qì）件是（shì）金屬，使用中（zhōng）插拔次數較高，材料應具有（yǒu）耐熱性和阻燃性，才能避（bì）免引起火（huǒ）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，且熱穩定較好。運用阻燃塑料尼龍材料，可實現新能源汽車（chē）高（gāo）壓充電係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（yòng）較多，其具有防火、防水、防電、防爆的特點，在充電（diàn）樁殼、體、插頭、插座（zuò）、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（nài）熱性能更強。薄壁PP 材料（liào）可實現充電樁減重（chóng），薄（báo）壁（bì）化的充電材料采取更薄的（de）壁厚設計，取代傳（chuán）統較（jiào）厚的壁厚設計。充電樁作（zuò）為新能源（yuán）汽（qì）車使用中的重要（yào）功能（néng）部件（jiàn），在功能上需要（yào）得到保護，更要追求輕量化，使用薄壁PP 材料，能（néng）夠有（yǒu）效的降低其重量，同時也能發揮阻燃的（de）作用。薄壁PP 材料具有高模量、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（mó）具溫度（dù）等條件的設定上可以避免缺膠問題。通（tōng）過製件結構的（de）優化，設計材料自（zì）身模量（liàng）提高，可以緩衝外界衝擊，具有很（hěn）好的抗衝擊能力。其發展與汽車輕（qīng）量化趨勢（shì）相配合，滿足了充電樁的配套設施和（hé）零部件（jiàn）的使用要（yào）求[3]。阻燃材料為電池框架提（tí）供絕緣性能（néng），動力（lì）電池係統作為汽車的能（néng）量存儲裝置，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（duō）個電池包、動力電池、阻燃係統，阻（zǔ）燃材料成為動力（lì）電池模組結構中首選（xuǎn）材料。阻燃塑料充分考慮電池串（chuàn）聯、高壓連接（jiē）間的絕緣保護問題，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（de）要求，防止電池（chí）因內（nèi）外力作用發生破壞。

采用（yòng）阻燃材（cái）料為電池框架減重與絕緣，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。其采用並聯的（de）方式，將保護線（xiàn）路和外殼（ké）進行組合，經串聯形成動力電池單體（tǐ），再結（jié）合整車設計要求的前（qián）提下，再進行電池模組的（de）設計，根據動力電池係統設計的整體要求，將（jiāng）組件結構形（xíng）狀（zhuàng）加以確定，采用電池成組固定的方式，各個結構部件都（dōu）有足夠的強度，充分考慮了（le）電池串聯後高壓（yā）連接間（jiān）的絕緣問題，防止爬電距離和（hé）絕緣間隙[4]。阻燃塑料作為電池模組結構（gòu）間的（de）首選（xuǎn）材料，在（zài）設計過程中要（yào）求質量輕，且塑料具有多種材料的廣泛選擇性，可以（yǐ）滿足電池裝配和安全需求。

2.3 阻燃耐候材料在新能源充電樁中的應用

隨著新能源汽車的發展，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（yào）達到P32 以上。尤其（qí）是在麵對外部惡劣天氣的時候，充電樁要具有（yǒu）良好的壁壘條件與絕緣性，防（fáng）護等級需達到IP54，方能保（bǎo）證車身安全、充電設備安全和人身安全。充（chōng）電樁對材料的耐（nài）候（hòu）性和（hé）抗衝擊性等（děng）性能具有較高要求，在配套設施（shī）上要求使用更（gèng）好的阻燃耐候材料，保障充電樁安全運行。目前經過測試項目以（yǐ）及實驗之後，輕量化材料是未來新能源汽車的發展趨（qū）勢，例如輕（qīng）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（de）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航裏程的（de）增加，而且導熱矽膠片使（shǐ）用密度輕（qīng）量化的特性，使得新（xīn）能源汽車動力電池的性能增多，實（shí）現了可持續發展和節能減排雙（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。如碳刷座絕緣件對應（yīng）於待衝壓成型的碳刷座絕緣件（jiàn）內脫（tuō）板的（de）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（yǔ）碳刷（shuā）座絕緣件上（shàng）的安裝孔對應的衝針孔，從上到（dào）下依次布置有導柱固定板和底板（bǎn），衝針孔的周壁和內脫板的外周緣設有（yǒu）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（pái）屑不（bú）暢引起一係（xì）列問題。

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結語

新能源汽車充電樁框架中絕緣材料（liào）的選擇與（yǔ）應用，在新能源汽車使用性能和安全保障上發揮重要（yào）的作（zuò）用。未來在政策扶持（chí）和市場刺激下，新能源汽車消費趨勢將不斷升溫，充電樁材料的應用也會隨（suí）著充電樁的需求不斷猛增而（ér）不斷進行研發與（yǔ）升級。應針對新能源汽車充電樁係統的功能需求進行材料方案的設計，圍繞防火、防電、防水等，在充電樁殼（ké）體、插頭、插（chā）座、電源模塊、充電（diàn）器等方麵充分運（yùn）用阻燃、絕緣的優（yōu）良材料（liào），提高新能（néng）源汽車充（chōng）電樁的使用性能。