基於新能源汽車充電樁框架的絕緣材料應（yīng）用進展（zhǎn）

新能源汽車充電樁是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（sàn）熱問題有待解決。在新能源汽車充電樁材料應用領域中，可利用導熱絕緣片等新型材料（liào），達到充電樁框架中電源模塊等組件的絕緣（yuán）與（yǔ）散熱效果（guǒ），經過實踐後獲得（dé）了良好的效果（guǒ）。

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新能（néng）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加快，開拓新能源汽車（chē）充電樁的功能運用（yòng）性成為當（dāng）務之急。導熱絕緣片作為充電樁（zhuāng）框架中重要的導熱材料，擁（yōng）有良好市場發展前（qián）景。

目前應用在新能源汽車中半導（dǎo）體晶（jīng）體管、絕緣（yuán）柵雙極型晶體（tǐ）管等產品，在功率模（mó）塊上的應用效果良好。新能源汽車充電器（qì）主要由AC/DC、變換器和DC/DC 變換器構成（chéng）PFC 變換器，可使（shǐ）工作效率顯著提升，輸出濾波電感和電容的紋波電壓、紋波電流等減小濾波（bō）電感和電容體積，降低電流波紋，提高電容工作的可靠性，將整個變換器體積的（de）減小。導熱絕緣（yuán）片（piàn）的性（xìng）能與傳統（tǒng）的器件相比，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（yí）速度，可應用（yòng）於承受擊（jī）穿電壓較（jiào）高（gāo）的部（bù）位[1]。

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新能源汽車充電樁中絕緣材料的應用

2.1 導熱絕緣片在新能源汽車充電樁（zhuāng）中的應用

導熱絕（jué）緣片（piàn）主要位於充（chōng）電樁的（de）散（sàn）熱模塊部（bù）位，采用TIS 導熱絕緣（yuán）片無論是（shì）對於快充（chōng）充電樁的運行還是慢充充電樁的運行都具有良好的效果。傳統的簡單（dān）風（fēng）扇散熱器和原有的導熱陶瓷片，已經不能滿足高效（xiào）率、高熱量（liàng）的電源模塊的導熱需求。針對充電樁基本的結構、連接位置、電線電纜、內部元件等特性，采用TIS 係列導（dǎo）熱矽（guī）膠片，可（kě）實現高效的絕緣性（xìng）能。TIS 係列導熱（rè）絕緣片，能夠同時（shí）達到（dào）導（dǎo）熱和絕緣（yuán）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（néng）夠（gòu）實現低熱（rè）阻的高壓絕緣，具有良好的傳（chuán）導性與良好的電（diàn）介質（zhì）強度，保障充電樁（zhuāng）能夠高效率地工作。從而實現新能源（yuán）汽車智（zhì）能化、輕量（liàng）化、集成化（huà）使用[2]。

在新能源汽車發展過（guò）程中，采用（yòng）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作。導熱片工作結溫達到（dào）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，也可以將引擎冷卻係統和功率轉（zhuǎn）換器係統合二為（wéi）一。

2.2 阻燃（rán）塑料在（zài）新能源充電樁中的應用

阻燃材（cái）料（liào）在（zài）新能源充電樁中，主要運用於充電連接元件、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（gāo）耐熱性和電氣絕緣性。由於連接器件是金屬，使（shǐ）用中插拔次數較高，材料應具（jù）有耐熱性和阻燃性，才能避免引起火災。例如無鹵阻燃材（cái）料滿足阻燃性，並具有抗金（jīn）屬腐蝕（shí）性的（de）特點（diǎn），且熱穩定較好。運用阻燃塑料尼龍材料，可實現新能源汽車高壓充電係統的（de）良好的（de）絕緣性能。在汽車充電連接元件用料上，阻燃塑料（liào）運用較多，其具有防火、防水、防電、防爆的特點，在充電樁殼、體、插頭、插座、電源模（mó）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（báo）壁PP 材料可實現充電樁減重，薄（báo）壁化的充（chōng）電材料采取更薄的壁厚設計，取代傳（chuán）統較厚的壁厚設計。充電樁作為新能源汽車使用（yòng）中的重（chóng）要功能部件，在（zài）功（gōng）能上需要得到保護，更要追求輕量化，使用薄壁（bì）PP 材料，能夠有效的降（jiàng）低其重量，同時也能發揮（huī）阻燃的作用。薄壁PP 材料具（jù）有高模量、高韌性（xìng）和高流動性的性能，能夠在材（cái）料充模時減少流（liú）動空（kōng）間，增大流動阻力，在模具溫度等（děng）條（tiáo）件的設定上可以避免缺膠問題。通過製件結構的優化，設計材料自身模量提高，可以緩衝外界衝（chōng）擊，具有很好的抗衝擊能力。其發展與汽（qì）車輕量化趨勢相配合，滿足了充電樁的配（pèi）套設施和零部件的使用要求[3]。阻燃材料（liào）為電池框（kuàng）架提供絕緣性能（néng），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（duō）個電池（chí）管理（lǐ）係統，包含多個電池包、動（dòng）力電池、阻燃係統，阻燃材料成為動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（mǎn）足電池模塊的裝配鬆（sōng）度適中、各個結構件具（jù）有足夠（gòu）的強度的要求，防止電池因內（nèi）外力作用發生（shēng）破壞。

采用阻（zǔ）燃材料為電池框架減重與絕（jué）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（cǎi）用並聯的方式，將保護（hù）線路和外（wài）殼進行組合，經串聯形成動力電（diàn）池單體，再（zài）結（jié）合整車設計要求的前提下（xià），再進行電池模組的設（shè）計，根據動力電池係統設計的整體要求，將（jiāng）組件結構形狀加（jiā）以確定，采用電池成（chéng）組固定的方式，各個結（jié）構部（bù）件都有足夠的強度，充（chōng）分（fèn）考慮了（le）電池串聯（lián）後高壓連接間的絕緣問題，防止爬電距離和（hé）絕緣間隙[4]。阻燃塑料作（zuò）為電池模組結構間的首選材料，在設計過程中要求質量輕，且塑料具（jù）有多種材料的廣泛選擇性，可以滿足電池裝配和安全需（xū）求。

2.3 阻燃耐（nài）候材料（liào）在新能源充電樁中的（de）應用（yòng）

隨著新能源汽車的發展，結合充（chōng）電樁的使（shǐ）用場（chǎng）地，室內（nèi）充電樁（zhuāng）和室內外充電樁（zhuāng）的防護等（děng）級都要達到P32 以上。尤其是在麵對外部惡（è）劣天氣的時（shí）候，充電樁要具有（yǒu）良好的壁壘條件與絕緣性（xìng），防護等級需達（dá）到IP54，方能保證車身安全、充電設備安全和人身安全。充電樁對材料的耐候性（xìng）和抗衝擊性等性（xìng）能具（jù）有較高要求，在配套設施上要求使用更好的阻燃耐候材料，保障充電樁安全運行。目前經過測試項（xiàng）目以及實驗（yàn）之後（hòu），輕量化材料是未來新能源汽車（chē）的發展趨勢，例如輕量化的導熱矽膠片可以（yǐ）為動（dòng）力電池減負。在動力電池中包含了多達幾十片的導熱矽膠片，提高動力電池能量（liàng）密度的前提下，能夠實現（xiàn）新能源汽車導（dǎo）航裏程的增加，而且導（dǎo）熱矽膠片使用密度輕量化的特性，使得新能源（yuán）汽車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]。塑料和複合材料結合，可形成性能優異的輕質材料。如碳刷（shuā）座絕緣件對應於待衝壓成型的（de）碳刷座絕（jué）緣件內脫板的形狀（zhuàng），有與內脫板的（de）形狀一（yī）致的開口，凹模板中（zhōng）間下模組件有（yǒu）與（yǔ）碳刷座絕緣件（jiàn）上的安裝孔（kǒng）對應的衝針孔，從上到下依次布（bù）置有導柱固定（dìng）板和底板，衝針孔（kǒng）的周壁和（hé）內（nèi）脫板的（de）外周緣設有吹氣孔。通過吹氣孔提高模具的排（pái）料排屑能力，避免因排料排屑不暢引起一（yī）係列問題。

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結語

新能源汽車充電樁框架中絕緣材料的選擇與應用，在新能源（yuán）汽車（chē）使用性能和安全保障上（shàng）發揮重要（yào）的作用。未來在政策扶持和（hé）市場刺激下，新能源汽車消費趨勢將不斷升溫，充電（diàn）樁材料的應（yīng）用也會隨著充電樁（zhuāng）的需求不斷猛（měng）增（zēng）而不斷進行研（yán）發與升（shēng）級。應針對新能（néng）源汽車充電樁係統的功（gōng）能需求進行材（cái）料方（fāng）案的（de）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（kuài）、充電器等方麵充分運用阻燃、絕（jué）緣的優良材料，提高新能源汽車充電樁的使用性能。