新能源汽車普及使充電樁要求更苛刻_該如何提升充電樁散熱能力

　　一、序言

　　2015年中國整體經(jīng)濟(jì)增速放緩，眾多企業(yè)業(yè)績下滑嚴(yán)重，但新能源市場去呈現(xiàn)爆發(fā)現(xiàn)象。近年來，我國各級(jí)政府將新能源汽車作為未來改善重點(diǎn)扶持的產(chǎn)業(yè)，新能源汽車生產(chǎn)銷售快速增長，越來越多的廠商加入“新能源汽車”大軍。據(jù)預(yù)計(jì)從2015年到2020年其市場規(guī)模將達(dá)到1000億元。

　　新能源汽車能否快速普及則取決于能源補(bǔ)充的配套性。但不論是新能源汽車的續(xù)航能力，還是充電樁系統(tǒng)的構(gòu)建，都離不開材料功能性的突破。相比于通信電源、驅(qū)動(dòng)電源燈，新能源汽車的充電樁和電池都要具有更高電流來滿足更快速充電的特點(diǎn)，對(duì)散熱要求都更為苛刻。因此，此次主要談充電樁系統(tǒng)的散熱。

　　二、困擾充電樁發(fā)展的因素之——散熱需求

　　充電樁目的是讓待充電車輛在較短時(shí)間（1-2H）內(nèi)，補(bǔ)充50-60%以上的電能。當(dāng)然最理想是1分鐘補(bǔ)充80%以上，但是電池技術(shù)（含電池組均衡技術(shù)）、輸配電技術(shù)尤其是散熱技術(shù)做不到。據(jù)統(tǒng)計(jì)，充電樁因溫度過高引起模塊過溫保護(hù)的案例不在少數(shù)。因此散熱問題已經(jīng)被證實(shí)是目前最困擾充電樁系統(tǒng)廠家的難題之一。

　　充電樁充電事故

　　以60KW充電樁系統(tǒng)為例，目前行業(yè)主流模塊效率標(biāo)稱95%，僅模塊散熱量就達(dá)到60*0.05*1000=3000W，這意味著充電樁在充電過程中，產(chǎn)生的熱量是同等體積條件下通信戶外機(jī)柜散出熱量的3倍。

　　充電樁產(chǎn)生的熱量

　　為了防止過熱引起充電故障，雖然充電樁系統(tǒng)設(shè)計(jì)中均安裝散熱元件，比如增加風(fēng)扇，如在5個(gè)模塊的充電樁上安裝了12個(gè)風(fēng)扇。然而，采用風(fēng)扇來實(shí)現(xiàn)散熱過程中，戶外的灰塵比較容易進(jìn)入充電樁內(nèi)，容易造成對(duì)精密設(shè)備的污染。而熱交換、TEC、空調(diào)等散熱元件由于應(yīng)用場地的限制或是效率低等原因，在實(shí)際應(yīng)用中也不夠普及。

　　從熱學(xué)傳遞的概念來看，充電樁及電池組件在風(fēng)扇或者其他熱交換過程中，如果發(fā)熱體本身散熱能力一般，熱量容易積聚在發(fā)熱體內(nèi)，即使外界散熱作用力度再大，效果都是不夠理想的。

　　三、如何提升充電樁散熱能力

　　為了及時(shí)傳導(dǎo)出充電模塊等元器件產(chǎn)生的熱量，行業(yè)開始嘗試通過添加具有導(dǎo)熱功能的粉體來研發(fā)出不同性能的導(dǎo)熱材料，從而出現(xiàn)如保護(hù)充電模塊的高導(dǎo)熱灌封膠、傳導(dǎo)插頭插座熱量的高導(dǎo)熱PA等。

　　諸如導(dǎo)熱灌封膠在充電樁中填充模塊內(nèi)部間隙，可起到防震抗沖擊來保護(hù)模塊的同時(shí)，還具有阻燃和高導(dǎo)熱的功能，從而能夠?qū)⒏唠娏靼l(fā)出的熱量，快速散熱到元器件外表，此時(shí)再利用風(fēng)扇等來加大空氣與元器件外表的熱交換，最終提升散熱的效果。

　　目前行業(yè)里導(dǎo)熱材料的制備主要是通過向基體中添加大量的導(dǎo)熱粉體，利用導(dǎo)熱粉體自身具有的熱傳遞性和散熱性，來提升材料的散熱性，最終滿足元器件的散熱要求。但隨著充電要求比如更為快速，元器件外表溫度更低等要求的不斷提高，對(duì)導(dǎo)熱膠、導(dǎo)熱塑料等材料的性能要求越來越高。這就需要解決現(xiàn)有導(dǎo)熱粉體需要具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：

　　1、粉體與樹脂基體具有良好的相容性，對(duì)材料物理性能影響小；

　　2、粉體軟硬適中，在保證導(dǎo)熱性的同時(shí)對(duì)加工設(shè)備磨損小，加工時(shí)不易變色；

　　3、粉體在加工時(shí)具有良好的流動(dòng)性，利于薄壁注塑或灌封；

　　4、粉體在適當(dāng)比例下能在樹脂基體內(nèi)形成致密填充，從而實(shí)現(xiàn)更高導(dǎo)熱。

　　基于以上的認(rèn)識(shí)，佛山市三水金戈新型材料有限公司的GD系列環(huán)保導(dǎo)熱粉應(yīng)運(yùn)而生，通過對(duì)粉體進(jìn)行優(yōu)選復(fù)合及表面處理，來有效減少導(dǎo)熱粉體間的空隙，使粉體在基材中相容性更好，并能形成致密的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，提高灌封膠及工程塑料的導(dǎo)熱性，實(shí)現(xiàn)更高的導(dǎo)熱率。

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