“新能源汽車車載電機灌封”丨雙組分導熱灌封膠

車載充電機（OBC,on-board charger）是新能源電動汽車上的關鍵部件之一，可以將交流電轉換為電池所需的直流電，并且決定了電動汽車的充電效率。目前車載充電機的設計已集成多個功能，包括雙向功率轉換，高壓直流轉換，加熱等，這使得OBC整體設計更加緊湊。與此同時，為了實現更高效率的快速充電，許多國內生產廠家正在研發(fā)高功率的車載充電機，功率由3.3kw、6.6kw向11kw及更高功率升級擴容。設計的集成化和更高功率的趨勢，使得車載充電機的熱管理變得越來越重要。

• 車載充電機由幾個部位組成？

車載充電機由兩個部分組成，即電源部分和控制主板部分。其中，車載充電機電源部分一般由兩級電路組成，前級為功率因數校正環(huán)節(jié)即PFC級，它能夠將電網交流電壓轉變?yōu)橐欢ǖ闹绷麟妷海缓蠹墳橹绷?直流級，將PFC級輸出直流電壓轉變?yōu)殡姵厮璩潆婋妷海瑥亩鴮崿F相應的充電功能。在這兩級電路組成中存在很多電感、變壓器等電磁感應元件，它們被集中在狹小的密閉環(huán)境中，當充電機在高速充電時，局部的環(huán)境溫度會積聚升高，如不能及時將熱量傳遞出去，會影響到元器件的本身功能。因此為了實現優(yōu)異的導熱效能，需要具備優(yōu)異流動性的導熱材料來填充元器件與散熱體之間的不規(guī)則空隙。由于有機硅具有獨特的物理化學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熱系數的有機硅灌封膠將電磁感應元器件進行整體灌封。

• 在實際應用中，車載充電機使用導熱灌封膠時往往存在一些難點，例如：

1. 灌封膠流動性不足，填充程度低灌封部件設計排布不規(guī)則，元器件之間空隙結構較復雜，電感線圈纏繞層數多等因素使得OBC對于灌封膠的流動性要求較高。導熱系數一定的情況下，流動性好的導熱灌封膠才能最大程度填充元器件之間的細小縫隙，減少整體熱阻，實現最優(yōu)導熱效果。

2. 高溫下灌封膠應力大，磁芯易開裂，車載充電機熱管理工程師在進行灌封膠驗證時，會重點考察電感元器件經過高溫烘烤后電感量的變化。彈性模量和線性熱膨脹系數較大的灌封膠材料，高溫時會發(fā)生膨脹進而產生較大的內應力，使得原本質地脆弱的磁芯更易開裂，導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，結合整車使用壽命以及車載充電機實際使用時長，要求灌封膠在更嚴苛的老化條件下保持性能的穩(wěn)定。