“新能源汽車車載電機(jī)灌封”丨雙組分導(dǎo)熱灌封膠

車載充電機(jī)（OBC,on-board charger）是新能源電動(dòng)汽車上的關(guān)鍵部件之一，可以將交流電轉(zhuǎn)換為電池所需的直流電，并且決定了電動(dòng)汽車的充電效率。目前車載充電機(jī)的設(shè)計(jì)已集成多個(gè)功能，包括雙向功率轉(zhuǎn)換，高壓直流轉(zhuǎn)換，加熱等，這使得OBC整體設(shè)計(jì)更加緊湊。與此同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)更高效率的快速充電，許多國內(nèi)生產(chǎn)廠家正在研發(fā)高功率的車載充電機(jī)，功率由3.3kw、6.6kw向11kw及更高功率升級(jí)擴(kuò)容。設(shè)計(jì)的集成化和更高功率的趨勢，使得車載充電機(jī)的熱管理變得越來越重要。

• 車載充電機(jī)由幾個(gè)部位組成？

車載充電機(jī)由兩個(gè)部分組成，即電源部分和控制主板部分。其中，車載充電機(jī)電源部分一般由兩級(jí)電路組成，前級(jí)為功率因數(shù)校正環(huán)節(jié)即PFC級(jí)，它能夠?qū)㈦娋W(wǎng)交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橐欢ǖ闹绷麟妷?；后?jí)為直流/直流級(jí)，將PFC級(jí)輸出直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)殡姵厮璩潆婋妷?，從而?shí)現(xiàn)相應(yīng)的充電功能。在這兩級(jí)電路組成中存在很多電感、變壓器等電磁感應(yīng)元件，它們被集中在狹小的密閉環(huán)境中，當(dāng)充電機(jī)在高速充電時(shí)，局部的環(huán)境溫度會(huì)積聚升高，如不能及時(shí)將熱量傳遞出去，會(huì)影響到元器件的本身功能。因此為了實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的導(dǎo)熱效能，需要具備優(yōu)異流動(dòng)性的導(dǎo)熱材料來填充元器件與散熱體之間的不規(guī)則空隙。由于有機(jī)硅具有獨(dú)特的物理化學(xué)性能以及出色的耐老化性能等，目前較為普遍的熱管理方案是使用具有一定導(dǎo)熱系數(shù)的有機(jī)硅灌封膠將電磁感應(yīng)元器件進(jìn)行整體灌封。

• 在實(shí)際應(yīng)用中，車載充電機(jī)使用導(dǎo)熱灌封膠時(shí)往往存在一些難點(diǎn)，例如：

1. 灌封膠流動(dòng)性不足，填充程度低灌封部件設(shè)計(jì)排布不規(guī)則，元器件之間空隙結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，電感線圈纏繞層數(shù)多等因素使得OBC對(duì)于灌封膠的流動(dòng)性要求較高。導(dǎo)熱系數(shù)一定的情況下，流動(dòng)性好的導(dǎo)熱灌封膠才能最大程度填充元器件之間的細(xì)小縫隙，減少整體熱阻，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)導(dǎo)熱效果。

2. 高溫下灌封膠應(yīng)力大，磁芯易開裂，車載充電機(jī)熱管理工程師在進(jìn)行灌封膠驗(yàn)證時(shí)，會(huì)重點(diǎn)考察電感元器件經(jīng)過高溫烘烤后電感量的變化。彈性模量和線性熱膨脹系數(shù)較大的灌封膠材料，高溫時(shí)會(huì)發(fā)生膨脹進(jìn)而產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，使得原本質(zhì)地脆弱的磁芯更易開裂，導(dǎo)致電感量檢測值急劇下降并失去其原有的功能。

3. 材料老化性能要求高，結(jié)合整車使用壽命以及車載充電機(jī)實(shí)際使用時(shí)長，要求灌封膠在更嚴(yán)苛的老化條件下保持性能的穩(wěn)定。