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有机硅导热灌封胶在车载充电机上的应用

2021-11-02

车内充电机(OBC,on-boardcharger)是新能源电动车中的一个关键部件,它能把交流电转换成电池所需要的直流电,并能决定电动车的充电效率。现在,车内充电机的设计已经整合了多种功能,包括双向功率变换、高压直流转换、加热等,使OBC整体设计更为紧凑。同时,为实现更高效的快速充电,国内多家厂商都在研发大功率车载充电机,功率从3.3kw,6.6kw到11kw和更高功率的提升。集成化、大功率化的发展趋势,使得车载充电机的热管理问题日益突出。

车内充电器分为两部分,分别为动力部和控制室。在这些电路中,车载充电机的电源部分通常由两级电路构成,前级是功率因数校正环节即PFC级,它能把电网的交流电压转换成一定的直流电压;把等级PFC输出的直流电压转换成电池所要求的充电电压,以实现相应的充电功能。两级电路组成中有许多电感,变压器和其它电磁感应元件,集中在狭小、封闭的环境中,充电机在高速充电时,由于局部环境温度的积累,如果没有及时地把热量传递出去,就会影响元器件的自身功能。所以,要获得优良的导热效能,就必须要有良好流动性的导热材料来填充元件和散热体之间的不规则间隙。因为有机硅独特的理化性能和优异的耐候性,目前比较常用的热管理方法是采用具有一定导热系数的有机硅灌胶,对电磁感应元件进行整体灌封。

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导热灌封胶在车载充电机的实际应用中,常常存在一些困难,如:

1、灌封胶剂流动性差、充填程度低灌封部件设计排布不整齐、元件间结构复杂、电感线卷绕层数目多等因素决定了OBC对灌封胶的流动性要求。在导热系数一定的情况下,导热灌封胶可以大程度地填充元件间的细小缝隙,降低整体热阻,达到导热效果。

2、在高温下灌封胶受力大,磁芯容易开裂车载充电器热管理工程师在进行灌封胶检验时,将重点考察电感元件经过高温烘烤后的电感量变化。具有较大弹性模量和线膨胀系数的灌封胶材料,在高温下会发生膨胀,进而产生较大的内应力,使原本质地脆弱的磁芯更容易开裂,造成电感量检测值急剧下降,失去原来的功能。

3、材质老化性能要求高与整车使用寿命和车载充电机实际使用时间相结合,要求灌封胶在更为苛刻的老化条件下,保持性能稳定。

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