如何为充电桩选择合适的塑料?

2018-6-29 21:28:54      点击:

如何为充电桩选择合适的塑料?

新能源车的快速发展激发了充电桩市场的潜能。如何为充电桩选择合适的材料,才能让充电桩在长期暴露户外的环境中,仍然能够为新能源车提供安全、便捷的充电服务?
Much can be explored following the rise ofnew energy vehicles, for instance, charging stations for electric vehicles(EV). These chargers must withstand different weather conditions while offeringsafe and reliable charging service for the cars.

根据中国发改委《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020年)》2015年—2020年,全国将建成充电桩480万个,充电站1.2万座。其中,2015 年到2020 年需要新建公交车充换电站3848 座,出租车充换电站2462 座,环卫、物流等专用车充站2438 座,公务车与私家车用户专用充电桩430 万个,城市公共充电站2397 座,分散式公共充电桩50 万个,城际快充站842 座。行业人士预估这将释放900亿元人民币的充电桩市场潜能。

 巨大的市场潜力吸引了众多企业纷纷入局,中国充电桩行业步入了高速增长期,企业数量成倍增长,但迅速膨胀的市场背后却暗藏着诸多隐患。然而,无论充电桩产业将来如何发展,它的供电系统、电网如何变化,材料始终是它发展的关键!

 由于充电桩经常暴露于户外环境中,户外环境对充电桩外漏壳体材料质量要求很高,另外由于市场上没有统一的行业标准,导致产品匹配性差、性能参差不齐,造成极大的浪费和安装隐患。

 那么如何为充电桩选用合适的材料?

 充电桩外壳共有6个部分可以用到塑料,分别是充电桩壳体、充电桩插头、充电桩插座、充电枪外壳、断路器、接触器及电源模块外壳,不同部位的外壳材料有相对应的选材要求,既要满足性能要求,也要经济安全。

 无论选用哪种塑料,它们最好都通过ROHS认证及UL黄卡认证,满足耐高温、绝缘、易于加工、容易着色、耐冲击等需求。

壳体:阻燃、耐候、耐低温性能

 其中,充电桩壳体、充电枪外壳可选用阻燃、耐候、耐低温性能较好的PC或者PC/ABS改性材料。PC材料的灼热丝起燃性温度GWIT(灼热丝)≧750℃,CTI(漏电起痕指数)≦250V,无卤阻燃UL94-V0@0.8mm,超强的耐低温韧性(-40℃能保持良好的冲击性能)。

PC/ABS材料则应有以下特点: CTI(漏电起痕指数)≧250V,高低温性能好(-40℃-60℃)等。

插头、插座:电绝缘效果好

 充电桩插头、插座外壳则可选用电绝缘效果好,强度适中的材料PET或者PA66系列的改性材料。PET材料的尺寸稳定性好,如阻燃UL94-V0@0.8mm(1.6mm5VA),高耐温性RTI值可达:155℃;PA66 的灼热丝起燃性温度GWIT为800℃(0.4mm),CTI(漏电起痕指数)≧600V,阻燃UL94-V0级@0.4mm。

电源模块:强度高
 
 充电桩电源模块外壳和内部电路控制体系可选用电绝缘效果好,强度高的材料尼龙系列的改性材料;其中,电源模块外壳选材应具备阻燃UL94-V0@0.8mm的特点,内部电路控制体系的无卤阻燃可达UL94-V0@0.8mm,电气性能应满足CTI≧600V,并且抗黄性能要好。

充电桩选材实例
科思创拜本兰系列塑胶合金。
 最早进入充电桩领域的材料科技企业之一,科思创聚合物(中国)有限公司在其CHINAPLAS 2016展台上就推出了拜本兰(PC/ABS)系列塑料合金、模克隆PC系列产品在充电桩外壳的应用。

 科思创的阻燃PC不仅在充电桩上,还在动力电池方面,为封装提供了材料与结构设计的解决方案。与金属相比,使用轻量化聚碳酸酯材料可有效提高电池模组的能量密度,坚固的支架在保护电芯的同时简化了结构设计与减少电池组装的作业成本。

 除此以外,聚碳酸酯的低吸水率特性可保持良好的长期外型尺寸的稳定性,不产生形变效应。科思创提供各种封装设计解决方案,有效控制电池充放电热能,提升电池使用寿命。

 除了科思创,国内企业如金发科技、聚赛龙也已针对充电桩推出相应的材料解决方案。聚赛龙通过先进的改性工艺对PC和PC/ABS材料进行性能优化,成功开发的材料如PC-2370 T,FRPC/ABS 3370,可满足2016新实施的充电桩新标准《电动汽车传导充电系统第1部分:一般要求》、《电动汽车传导充电用连接装置第1部分:通用要求》、《电动汽车传导充电用连接装置第2部分:交流充电接口》、《电动汽车传导充电用连接装置第3部分:直流充电接口》。

品质稳定亟待提高

 虽然充电桩每个部位对塑料选材的技术门槛都不高,但充电桩的特殊使用环境要求这几种性能的一种综合和相对平衡,难度高,另外产品的稳定性也是一个问题。品质稳定,也许是未来材料商需要共同去解决并持续监管的一个问题。