随着电动汽车的不断发展，人们希望充电的速度能够越来越快，这不仅是对电池与线缆的要求，同样对于充电桩的散热系统也有着极高的要求。因为充电速度越快，电子元件产生的热量就越多，越容易发生危险，因此，充电桩的散热方案要做好，这是极为关键的。今天，小帅带你来了解一下好的散热技术方案！

一、充电桩散热的重要性

1、充电桩的构造

首先我们简单来了解一下充电桩的基本构造及用的一些材料。

图 充电桩结构及材料

2、充电桩散热的重要性

1）充电桩为何会产生大量热量？

建设充电桩基础设施的目的是让待充电车辆在较短时间内补充50-60%以上的电能，其中直流快充1-2h可充满，交流慢充6-8h充满。对于人们来说当然是越快越好，但是充电速度加快的话，电流和电压会增高，导致热量快速且大量产生。

图 电动汽车充电设备标准原文

事实上，充电速度越快，充电桩电感模块功率越大，充电电流越大，意味着电感模块、电源模块等元件产生的热量越大。

图 电感模块

图 电流模块

2）充电过程中产生的热量有多大？

以功率为60KW充电桩和通信电源柜做对比：

目前行业主流模块效率标称95%，以60KW系统为例，仅模块散热量就达到60*0.05*1000=3000W，这意味着充电桩在充电过程中，产生的热量是同等体积条件下通信户外机柜散出热量的3倍。

由此可以看出充电桩在充电过程中产生大量的热量，若不及时散出，会造成极大地安全事故，因此，散热问题是充电桩系统必须解决的难题之一！！！

图 充电桩与通信电源柜热量对比

二、充电桩散热的技术方案

首先我们介绍一下温升要求：

充放电装置在额定负载下长期连续运行，内部各发热元器件及各部位的温升不超过表中的规定。

表 内部元器件极限温升

部件或器件	极限温升
功率开关器件	70
整流变压器、电抗器B级绝缘绕组	80
与半导体器件的连接处	55
与半导体器件连接处的塑料绝缘线	25
母线连接处铜与铜 铜搪锡----铜搪锡	50 60

图 充电桩内部构造

1、技术现状和发展

常规的散热方式

常规采用散热风扇。

优点：成本低，安装简便，能耗较少；

缺点：户外灰尘易进入柜内污染精密元器件；若发热 体散热不强，热量易积聚在发热体内，即使外界散热力度再大，效果都有限；不利于轻型集成设计。

目前业内散热的解决方案

以电感模块导热硅垫为例：

导热硅垫可以将电感热量传导至电源铝制外壳，从而降低电感温度；同时，硅垫具有较好的弹性，可起到防震减震的作用。

2、导热有机硅/塑料现状

1） 导热高分子复合材料

导热高分子复合材料是通过导热无机物粉体和有机高分子基体的复合而制备的，具有轻质、易成型加工、强度高、抗疲劳等优异性能，是现代工业设计和制造的关键材料。

图 导热高分子合成

2） 绝缘性导热粉体优缺点

下面简单介绍一下常见导热粉体的优缺点

表 常见绝缘导热粉体优缺点

常见导热粉体	优点	缺点
金属氧化物	用途广泛，可填充性好，导热系数高	硬度高，加工易变色，对设备造成磨损
硅微粉	来源丰富，价格低廉	导热系数低，只能用于低端导热产品
氮化物	导热系数高，可用于高端产品	价格高，难加工，可填充性差，易造成体系粘度急剧增大

3） 技术关键点

当粉体添加量较低时，对热导率影响不明显；

当粉体量超过某临界点时（15~20v%或者30~40m%），粉体颗粒形成导热网络，热导率随粉体填充量呈现较显著提高。

导热高分子材料具有导热粉体高填充量的特点，然而高填充导致粉体难分散性，与树脂的相容性差，影响导热复合材料的加工性能、力学性能和表面光洁度。

因此，改善导热粉体的分散性和相容性，从而提高填充量成为技术的关键！！！