Les exigences élevées en matière d'infrastructure de recharge pour véhicules électriques

Stephen Moore | 24 juillet 2020

Outre les nouvelles applications dans le groupe motopropulseur des véhicules électriques, la société de produits chimiques spécialisés Lanxess voit un grand potentiel pour les thermoplastiques techniques dans l'infrastructure de recharge pour la mobilité électrique. Les exigences concernant les différents composants proviennent principalement de l'industrie électrique et électronique (E&E) et de l'industrie automobile. « Ces deux industries sont depuis des décennies une activité principale pour nos polyamides et polyesters. C'est pourquoi nous pouvons déjà proposer des matériaux personnalisés qui répondent aux normes et spécifications les plus importantes des industries internationales de l'E&E et de l'automobile et qui sont idéaux pour une utilisation dans les infrastructures de recharge. déclare Sarah Luers, chef de projet dans le développement d'applications E&E au sein de l'unité commerciale Lanxess High Performance Materials (HPM).

Le polyamide Durethan (PA) et le polytéréphtalate de butylène Pocan (PBT) sont principalement utilisés pour les composants des fiches et prises de charge, des stations de charge et des boîtiers muraux - dans les garages et les abris de voiture, par exemple - ainsi que pour les composants des systèmes de charge inductifs et sans fil pour les hautes performances. piles de tension. Même si le niveau de normalisation dans le domaine de la mobilité électrique est encore en cours dans de nombreux domaines, les polyamides et polyesters offrent déjà un large éventail de possibilités d'applications dans le domaine de la charge de batteries en courant continu ou alternatif.

Les matériaux non renforcés sont principalement utilisés pour les prises de charge car ils offrent un haut niveau de stabilité dimensionnelle et de qualité de surface, sont résistants aux chocs et donc mécaniquement robustes, et sont également disponibles en tant que composés ignifuges chaque fois qu'ils entrent en contact avec des pièces électroniques sous tension. Dit Luers: "Un exemple est le PA 6 ignifuge sans halogène Durethan B30SFN30. Dans les tests d'inflammabilité menés conformément à la norme américaine UL 94 (Underwriters Laboratories Inc.), il atteint la classification supérieure de V-0 avec un test épaisseur du corps de 0,75 millimètres." Le polyamide 6 Durethan B30S, cependant, est idéal pour les composants à paroi mince tels que les poignées de prise, qui ne doivent pas nécessairement être ignifuges.

Compte tenu des tensions et des courants de charge de plus en plus élevés, les thermoplastiques thermoconducteurs pour évacuer la chaleur générée deviennent également de plus en plus importants. Les composés Durethan BTC965FM30 et BTC77ZH3.0EF PA 6 à base minérale, qui ont une forte teneur en charges, sont idéaux pour les composants à proximité des prises de charge. Le premier est ignifuge sans halogène et atteint la classification V-0 (0,75 millimètres) dans le test UL 94. Durethan BTC77ZH3.0EF contient un remplissage minéral spécial, avec lequel il est possible d'atteindre une conductivité thermique quasi-isotrope allant jusqu'à 1,8 watts par mètre et Kelvin. Malgré la teneur élevée en charge, le matériau présente d'excellentes caractéristiques d'allongement et de traitement.

Les prises de charge nécessitent généralement une combinaison d'excellente résistance au feu, de résistance mécanique et de bonnes caractéristiques d'expansion. "Ces exigences sont remplies par le grade Durethan BKV30FN04 PA 6 sans halogène, ignifuge et renforcé de fibres de verre, qui est également répertorié par l'UL avec la classification V-0", déclare Luers.

Les nouvelles applications potentielles pour les bornes de recharge incluent les couvercles et les composants structurels. En tant que pièces visibles, les revêtements doivent non seulement être faciles à peindre et résistants aux intempéries et aux UV, mais aussi avoir une faible tendance à se déformer. Ce profil d'exigences est satisfait par Pocan C1203, par exemple, un mélange non renforcé de polycarbonate et de téréphtalate de polybutylène (PBT).

Les exigences typiques pour les composants structuraux tels que les systèmes de montage pour les boîtiers muraux incluent une ignifugation élevée, une résistance aux intempéries et une résistance au fluage associées à une ténacité élevée et une faible tendance à se déformer. "Le matériau de choix ici est le Durethan BKV45FN04 hautement renforcé, et donc extrêmement solide et rigide", déclare Luers. Le PA 6 ignifuge sans halogène affiche une haute de 600 V (CTI A) et atteint la classification UL 94 V-0 à 0,4 millimètres.

Une autre tendance de développement actuelle est la charge inductive et sans fil des batteries de véhicules. Le plancher plat et les patins du véhicule qui sont nécessaires ici et qui accueillent - entre autres - les bobines de charge inductive doivent être construits à partir de matériaux qui sont non seulement résistants au feu et mécaniquement solides, mais qui ont également une faible tendance à se déformer et à présenter un diélectrique élevé. force. Les matériaux doivent également être résistants à la lumière et aux intempéries, leurs propriétés restant très stables dans une plage de températures de -45 à +125 °C. Un matériau qui peut être utilisé pour les plaques de sol est le polyamide 6 renforcé de fibres de verre et de billes de verre Durethan BG30XFN01. Il affiche d'excellentes propriétés d'écoulement et est également extrêmement solide et résistant au gauchissement. Il passe le test UL 94 avec V-0 avec une épaisseur de corps de test de 0,75 millimètres. Il a également une liste UL f1 pour une utilisation dans des applications extérieures exposées aux UV et à l'eau.

HPM accompagne ses clients tout au long de la chaîne de développement des composants utilisés dans l'infrastructure de recharge pour la mobilité électrique. Les services comprennent le développement de matériaux spécifiques à l'application et l'optimisation du traitement. Le package comprend également des services d'ingénierie lors de la conception des composants, tels que des simulations CAE, des calculs de flux de moule et divers tests de pièces finies. "Nous effectuons également des tests conformes aux normes pour la résistance aux UV et le comportement au feu, tels que les tests au fil incandescent conformément à la norme CEI 60695-2-13", déclare Luers. L'étendue des services comprend également des tests électriques tels que la rigidité diélectrique conformément à la norme CEI 60243-1.

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