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在碳中和戰(zhàn)略驅(qū)動下，電動汽車產(chǎn)業(yè)正經(jīng)歷爆發(fā)式增長，帶動家用充電樁裝機(jī)規(guī)模及使用頻次呈現(xiàn)指數(shù)級攀升態(tài)勢。中國充電聯(lián)盟統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截至2024年底，我國充電基礎(chǔ)設(shè)施保有量已突破1280萬臺大關(guān)，同比增幅達(dá)49.1%，車樁比優(yōu)化至2.4:1。由此看來家用充電樁市場處于快速增長勢頭，具有巨大發(fā)展?jié)摿Α?/span>

在此背景下，充電樁生產(chǎn)企業(yè)不僅要致力于提升產(chǎn)能，還需對設(shè)備的熱管理問題保持高度警覺。在電能轉(zhuǎn)換與傳輸過程中，充電樁會產(chǎn)生大量熱量，導(dǎo)致設(shè)備溫度急劇上升。若溫度過高，不僅會降低運行效率、加速器件老化、縮短使用壽命，還可能引發(fā)短路、火災(zāi)等嚴(yán)重安全事故，直接危及用戶生命和財產(chǎn)安全。因此，構(gòu)建一個高效、可靠的熱管理系統(tǒng)已成為確保充電樁穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。NTC熱敏電阻作為一種高精度、高可靠性的溫度傳感元件，能夠?qū)崟r、精準(zhǔn)地監(jiān)測充電樁內(nèi)部溫度變化。一旦檢測到溫度異常升高，它會立即觸發(fā)散熱機(jī)制，有效防止設(shè)備因過熱而損壞，避免安全事故的發(fā)生，為充電樁的安全穩(wěn)定運行提供了堅實的保障。

一、充電樁核心工作原理

充電樁的核心功能是將電網(wǎng)中的交流電轉(zhuǎn)換為適合儲存于電動汽車電池內(nèi)的直流電。其內(nèi)置充電控制器會根據(jù)汽車電池電量、充電需求以及車輛和電池狀態(tài)（包括電壓、電流、溫度等），自動調(diào)節(jié)輸出電流和電壓，以確保充電過程高效和安全性。電動汽車通過充電接口與充電樁的充電槍相連，形成完整閉合電路，電能便能從充電樁經(jīng)充電線傳輸至車輛電池，實現(xiàn)電能存儲。

二、充電樁熱管理的重要性

充電樁在工作時，電能轉(zhuǎn)換和傳輸過程中會產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致設(shè)備溫度升高。如果溫度過高，可能會影響充電樁正常運行，降低充電效率，甚至引發(fā)設(shè)備故障或安全事故。因此，熱管理系統(tǒng)的首要任務(wù)是實時監(jiān)測和控制充電樁內(nèi)部溫度，確保其在安全、高效的溫度范圍內(nèi)運行。

充電樁主要分為交流充電樁和直流充電樁，分別被稱為“慢充”和“快充”。交流充電樁主要借助電動汽車內(nèi)置的OBC（車載充電機(jī)），將電網(wǎng)內(nèi)交流電轉(zhuǎn)換成直流電進(jìn)而為電池充電。而直流充電樁則是通過內(nèi)部的整流器，直接把電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，用于對電池充電。

無論是直流充電樁還是交流充電樁，都會因為過充過放等原因?qū)е庐惓厣?，因此實現(xiàn)對充電樁內(nèi)部以及轉(zhuǎn)化器件溫控是的。

三、NTC熱敏電阻如何對充電樁進(jìn)行溫控和安全優(yōu)化？

1.溫度監(jiān)控與調(diào)整：

NTC熱敏電阻通常安裝在充電樁內(nèi)部關(guān)鍵部位，如功率模塊、充電控制器和充電槍插頭等，實時監(jiān)測這些部位的溫度變化。一旦監(jiān)測到溫度超過預(yù)設(shè)安全閾值，控制系統(tǒng)會立即采取措施，如啟動散熱風(fēng)扇或降低充電功率，以防止設(shè)備過熱。

2.過熱保護(hù)：

充電樁正常工作溫度是-20℃至50℃，當(dāng)NTC熱敏電阻檢測到溫度高達(dá)危險值（通常設(shè)置為高于50℃）時，系統(tǒng)會觸發(fā)警報并采取保護(hù)措施，如切斷充電電路，這措施有效防止因過熱導(dǎo)致的設(shè)備損壞或安全事故。

3.優(yōu)化充電效率：

通過實時監(jiān)測充電樁工作溫度，NTC熱敏電阻能幫助控制系統(tǒng)動態(tài)調(diào)整充電功率，確保在不同環(huán)境條件下都能實現(xiàn)高效充電。這不僅提高了充電效率，還延長了充電樁的使用壽命。

四、具體應(yīng)用案例

1.功率模塊溫度監(jiān)測：

功率模塊是充電樁實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件，核心功能之一是將輸入的交流電（AC）轉(zhuǎn)換為直流電（DC），通常工作在高電流和高電壓條件下，容易產(chǎn)生大量熱量。NTC熱敏電阻安裝在功率模塊附近，實時監(jiān)測其溫度，確保模塊在安全溫度范圍內(nèi)工作。

功率模塊測溫點，NTC配置于IGBT內(nèi),使用貼片玻封熱敏電阻

2.充電槍插頭溫度監(jiān)測：

充電槍插頭在高電流充電過程中會產(chǎn)生熱量，尤其是在快充模式下。NTC熱敏電阻安裝在充電槍插頭內(nèi)部，監(jiān)測插頭與插座的溫度，防止因過熱導(dǎo)致接觸不良或損壞。

槍頭測溫點：304不銹鋼直管金屬頭封裝，響應(yīng)時間τ＜1s

3.控制器溫度監(jiān)測：

充電控制器負(fù)責(zé)管理整個充電過程，其穩(wěn)定性和可靠性至關(guān)重要。NTC熱敏電阻安裝在控制器電路板內(nèi)，監(jiān)測控制器實時溫度，確保其在高負(fù)荷運行時不會異常過熱。

控制器監(jiān)測點：環(huán)氧系列NTC，引腳焊接在控制器電路板上

通過RS485總線傳輸溫度梯度數(shù)據(jù)，配合ANSYS熱仿真模型實現(xiàn)故障預(yù)診斷，將熱失控風(fēng)險降低83%。

五、總結(jié)

NTC熱敏電阻在充電樁熱管理中的應(yīng)用，不僅提高了設(shè)備的運行效率和安全性，還延長了設(shè)備的使用壽命，提升了用戶體驗。隨著電動汽車市場的持續(xù)增長，充電樁的熱管理系統(tǒng)將面臨更高的要求。NTC熱敏電阻以其高精度、高可靠性和快速響應(yīng)的特點，將繼續(xù)在充電樁熱管理領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，為電動汽車的普及和發(fā)展提供有力支持。