Tworzywa na potrzeby infrastruktury ładowania pojazdów elektrycznych

• Strona główna
• Artykuły
• Tworzywa na potrzeby infrastruktury ładowania pojazdów elektrycznych

Data publikacji: 2020-11-23

- Wymagania dotyczące rozmaitych komponentów wywodzą się przede wszystkim z branży urządzeń elektrycznych i elektronicznych (E&E) oraz przemysłu motoryzacyjnego. Obie te branże są od dziesięcioleci głównymi odbiorcami naszych poliamidów i poliestrów. Właśnie dlatego możemy już teraz oferować specjalistyczne materiały, które spełniają najważniejsze normy i specyfikacje międzynarodowych firm E&E i motoryzacyjnych oraz idealnie nadają się do stosowania w infrastrukturze ładowania – podkreśla Sarah Luhers, kierownik projektu ds. rozwoju aplikacji E&E w jednostce biznesowej Lanxess High Performance Materials (HPM).

Materiały produkowane pod markami Durethan i Pocan są wykorzystywane głównie do produkcji elementów wtyczek i gniazd ładowarek, stacji ładowania i wallboksów – instalowanych na przykład w garażach lub wiatach samochodowych – a także komponentów indukcyjnych, bezprzewodowych systemów ładowania akumulatorów wysokonapięciowych. Mimo że standaryzacja w branży elektromobilności wciąż jeszcze się rozwija, to w wielu obszarach, poliamidy i poliestry już obecnie oferują szerokie możliwości zastosowań w zakresie ładowania akumulatorów prądem stałym lub przemiennym.

Materiały niewzmocnione są używane głównie do produkcji wtyczek, ponieważ zapewniają wysoki poziom stabilności wymiarowej i jakości powierzchniowej, są odporne na uderzenia, a więc wytrzymałe mechanicznie, a także są dostępne jako związki ognioodporne, w przypadkach gdy mają kontakt z częściami elektronicznymi pod napięciem.

– Jednym z przykładów jest bezhalogenowy ognioodporny poliamid 6 Durethan B30SFN30. W testach palności przeprowadzonych zgodnie z amerykańską normą UL 94 (Underwriters Laboratories Inc.) osiąga najwyższą klasyfikację V-0 przy grubości korpusu testowego 0,75 mm. Poliamid 6 Durethan B30S idealnie nadaje się jednak do komponentów cienkościennych, takich jak uchwyty wtyczek, które niekoniecznie muszą być ognioodporne.

Biorąc pod uwagę coraz wyższe napięcia i prądy ładowania, jeszcze ważniejsze stają się termoplastyczne tworzywa termoprzewodzące, stosowane do odprowadzania wytwarzanego ciepła. Mineralne związki poliamidowe 6 Durethan BTC965FM30 i BTC77ZH3.0EF, cechujące się wysoką zawartość wypełniacza, idealnie nadają się do wytwarzania komponentów sąsiadujących z wtyczkami ładowarek. Pierwsze z wymienionych tworzyw jest bezhalogenowym tworzywem ognioodpornym, które w teście UL 94 uzyskało klasę V-0 (0,75 mm). Durethan BTC77ZH3.0EF zawiera specjalne wypełnienie mineralne, dzięki któremu można osiągnąć niemal izotropową przewodność cieplną do 1,8 W na metr i kelwin. Pomimo dużej zawartości wypełniacza materiał zachowuje doskonałe własności pod względem rozciągania i obróbki – opowiada – opowiada Sarah Luhers.

Gniazda ładowarek zwykle wymagają połączenia doskonałej ognioodporności, wytrzymałości mechanicznej i dobrych właściwości pod względem rozszerzalności. Te wymagania spełnia na przykład bezhalogenowy, trudnopalny i wzmocniony włóknem szklanym poliamid 6 Durethan BKV30FN04, który również znajduje się na liście UL z klasyfikacją V-0”.

Osłony i elementy konstrukcyjne wallboksów do ładowania to kolejny obszar wykorzystania tworzyw konstrukcyjnych.

Jako części widoczne, osłony muszą być nie tylko łatwe do krycia farbą oraz odporne na warunki atmosferyczne i promieniowanie UV, ale także muszą mieć niską podatność na wypaczanie się. Ten profil wymagań spełnia niewzmocniona mieszanka poliwęglanu i politereftalanu butylenu (PBT).

- Typowe wymagania dotyczące elementów konstrukcyjnych, takich jak systemy mocowania wallboksów, obejmują wysoką odporność na płomienie, warunki atmosferyczne oraz pełzanie w połączeniu z dużą wytrzymałością i niską podatnością na wypaczanie. – Właściwym materiałem w tym przypadku jest wysoce wzmocniony, a co za tym idzie niezwykle wytrzymały i sztywny Durethan BKV45FN04. Bezhalogenowy trudnopalny poliamid 6 wykazuje wysoką wartość 600 V (CTI A) i osiąga klasyfikację UL 94 V-0 przy 0,4 mm – przekonuje Sarah Luers.

Innym aktualnym trendem rozwojowym jest indukcyjne i bezprzewodowe ładowanie akumulatorów pojazdów elektrycznych. Niezbędne są tutaj płaskie maty montowane na podłożu i pod pojazdem, w których znajdują się indukcyjne cewki ładujące. Maty takie muszą być wykonane z materiałów, które są nie tylko ognioodporne i wytrzymałe mechanicznie, ale także mają niską podatność na wypaczanie się i wykazują się wysoką wytrzymałością dielektryczną. Materiały te muszą być również odporne na działanie światła i warunków atmosferycznych, a także wykazywać wysoką stabilność właściwości w zakresie temperatur od -45 do +125 ° C.

Jednym z materiałów, który można stosować do produkcji mat na podłoże, jest poliamid 6 Durethan BG30XFN01 wzmocniony włóknem szklanym i kulką szklaną. Wykazuje doskonałe właściwości w zakresie płynięcia, a także jest niezwykle mocny i odporny na wypaczanie. Zalicza test UL 94 V-0 przy grubości korpusu testowego 0,75 mm. Posiada również klasyfikację UL f1 do użytku w zastosowaniach zewnętrznych narażonych na promieniowanie UV i wodę.