车载充电机(OBC)频发故障,是否源于导热界面材料的可靠性不足?

引言:

随着我国新能源汽车保有量突破4397万辆(工信部2025年数据),占汽车总量的12.01%,充电系统故障已成为售后维修的主要问题之一。根据中国汽车维修行业协会统计,充电类故障占新能源车辆总故障量的37.6%。

视频来源:天永诚高分子——OBC拆解视频

OBC(车载充电机),作为连接电网与电池的关键枢纽,其可靠性直接决定充电体验与车辆安全。然而行业数据揭示了一个严峻现实:OBC在小三电(OBC、DC-DC、PDU)中故障率最高(占60%~70%),在新能源汽车充电系统故障中占比超45%,整体百车故障率约0.9%~5%(随使用年限上升)。

为何这一核心部件频频“罢工”?除了电路设计、元器件选型等常见因素,一个常被低估的环节逐渐浮出水面:热量管理,特别是导热界面材料的选择与应用,是否已成为OBC可靠性的短板?

01高故障率背后,热管理是关键短板

如果要问新能源汽车(EV)维修师傅最头疼的高压部件是哪一个,常年占据故障率榜首的OBC常被提及。无论车型如何,其故障率始终居高不下。究其根源,可以从四个维度剖析:

车载充电机(OBC)频发故障,是否源于导热界面材料的可靠性不足?-有驾

OBC需要在狭小空间内处理数千瓦的功率,同时承受汽车振动、温度剧变和复杂电网的冲击。

1、技术层面

OBC需将220V交流电转换为直流电,过程中经历多次升压与降压

功率开关器件和磁性元件等在高频开关下会产生巨大热量。

2、空间层面

受限于整车布局,OBC体积紧凑,散热空间极为有限。这导致其热密度极高,热量易堆积内部。

3、工作模式层面:

6.6kW甚至更高功率的OBC,在长时间充电过程中持续高负荷运行

4、用户使用层面

日常高频充电使OBC反复经历启停循环电应力与热应力的交替加速了元器件老化。

综合来看,无论是充放电过程中的能量转换,还是紧凑的结构与长时间运行,都指向同一个结果——热量积聚。若热量无法及时导出,将直接导致器件过热、性能衰减乃至永久损坏。

02高效散热,为何离不开靠谱的导热界面材料?

面对“热”挑战,行业通常从三方面着手:采用先进拓扑与算法(如LLC谐振、软开关)从源头减少发热;选用SiC或GaN等高效半导体器件;精心设计散热系统(如液冷、风冷、散热鳍片)。

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然而,一个关键环节常被忽视:发热器件与散热器之间并非理想中的紧密贴合。微观层面上,存在大量被空气填充的缝隙。空气的热导率仅约0.026 W/(m·K),是热的不良导体。

这意味着,即便采用了最先进的SiC器件和最优的液冷设计,如果芯片与散热器之间的热量传递路径存在“空气沟壑”,热量仍会堵塞在源头。此时,导热界面材料的作用至关重要——它需要高效填充这些微观缝隙,建立低热阻的导热通道。

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图片来源:天永诚导热凝胶

对于 OBC 这类 “高热密度、强振动、长寿命要求” 的高压部件,导热界面材料的作用远不止 “填缝”,它必须同步满足四大核心要求:低热阻、高可靠性、长效稳定、抗振动。

03材料选型不当,将直接放大OBC故障风险

若导热界面材料选型不匹配或品质不达标,会引发一系列连锁问题,直接推高故障率:

车载充电机(OBC)频发故障,是否源于导热界面材料的可靠性不足?-有驾

图片来源:天永诚实物拍摄OBC内部

热阻过高或老化失效,导致芯片结温持续攀升,超出安全范围,引发过热保护甚至烧毁。

在振动与冷热冲击下干涸、硬化或分离,使导热路径中断,散热性能急剧下降。

发生硅油析出(渗油),污染周围电路,可能导致绝缘失效或短路。

机械性能不足,在长期应力下产生永久变形或破裂,丧失填充能力。

因此,回答标题之问:OBC故障率高,导热界面材料选型不当或产品不靠谱,确实是不可忽视的重要因素之一。 它如同散热系统中的“血栓”,一旦堵塞,整个散热效能将大打折扣。

04针对OBC痛点,天永诚精准导热解决方案

针对OBC“空间紧凑、高频启停、长期高温工作、强振动”的严苛环境,天永诚凭借对车规级材料技术的深耕,推出了匹配不同应用场景的精准导热解决方案:

车载充电机(OBC)频发故障,是否源于导热界面材料的可靠性不足?-有驾

图片来源:天永诚实物拍摄OBC内部

OBC内部结构复杂,不同发热部件的安装间隙、形状及受力情况各异,需通过多形态产品组合实现全面覆盖:

1、导热凝胶(2.0-11.0W):具备优异的自流平性与点胶工艺适应性,能自动填充0.1-3.0mm的微观缝隙。其固化后形成弹性体,在振动下不会松动或分离,且无硅油析出,长期耐温-40℃~150℃,完美契合OBC的高频工作模式、高可靠要求。

2、导热垫片(1.2-10.0W):高柔韧性基材可弯曲贴合变压器、电感等不规则曲面,抗压缩永久变形能力强,在长期机械应力下保持稳定热阻。

3、导热硅脂(1.0-6.6W):针对核心功率芯片,提供热阻低至0.04℃·in²/W的型号,快速导出集中热量,解决大功率充电时的瞬态热堆积问题。

05车规级认证,是可靠性的基本门槛

为新能源汽车EV高压部件选择导热材料通过IATF 16949汽车质量管理体系认证是基本前提。该标准是全球汽车行业的通用语言,体现了企业对全过程质量管控、风险预防和持续改进的能力。

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IATF 16949: 是全球汽车行业的质量管理体系标准,旨在通过持续改进、风险预防和流程控制,有效提升汽车行业的整体质量水平,并减少供应链波动和浪费。对于处于汽车供应链中的企业来说,IATF 16949 不仅是通行证,更是信任背书。它体现了企业对质量的敬畏,也意味着你具备稳定输出、服务国际客户的能力。

天永诚不仅通过IATF 16949认证,更全面通过了ISO 9001、ISO 14001、UL、SGS、TUV、REACH、RoHS等国际体系与产品认证。每一款产品均经过严格的高低温循环、振动老化、长期可靠性等测试,确保在OBC的全生命周期内性能稳定。

06问答区

问:导热硅脂能否用导热凝胶替代?

答:可以替代,但需严格评估应用条件。 导热硅脂和导热凝胶是两类不同的热界面材料,替代的核心在于权衡具体的应用场景对界面适应性、长期可靠性、生产工艺的需求。

选型决策:

1、优先使用导热凝胶的场景:OBC内部需要长期可靠工作、存在垂直/倾斜安装面、振动剧烈、发热持续较高的部位。其固化后形成稳定弹性体,不会干涸或迁移,彻底解决了长期振动和冷热循环下的界面分离风险,可靠性显著优于传统硅脂。

2、可考虑使用导热硅脂的场景:间隙<0.1mm 的超精密贴合场景,硅硅脂可涂抹至极薄,实现更低接触热阻。而导热凝胶需要一定厚度(通常0.1mm以上)才能有效填充并保持性能。

导热凝胶(Thermal Conductive Gel) 是一种介于导热硅脂与导热垫片之间的新兴材料,巧妙兼顾了“硅脂的高导热性”和“导热垫片的成型稳定性”,正成为提升OBC长期散热可靠性的优选方案。

天永诚GOLOHO,旗下拥有深圳、江苏、江西及越南四大生产基地,是在海外建厂的有机硅材料企业之一。我们以全球化的布局与车规级的品质标准,为新能源汽车行业提供可靠、高效的导热界面材料解决方案。

旗下导热产品系列,通过ISO9001(00224Q21526ROM)、ISO14001(00224E31075ROM)、IATF16949(572110)、SGS、TUV、REACH、UL以及 ROHS等体系和产品认证、高低温循环测试、可靠性分析测试报告等,深耕新能源EV领域导热解决方案。

选择靠谱的导热材料,就是为OBC的长期稳定运行筑牢基础。天永诚,值得您的信赖。

如果您在散热中有遇到过一些问题?欢迎您积极留言讨论哦~

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