电动汽车充电插孔的新设计

发表于: 2021年7月1日

电动汽车的蓬勃发展必然导致充电基础设施对塑料需求的急剧增长。朗盛认为,这一领域为使用Durethan聚酰胺和Pocan聚酯提供了大量机会。朗盛对充插孔的新设计概念验证了这些热塑性复合材料所带来的可能性。充电插孔安装在纯电汽车中,适配外部充电站的充电接口。朗盛高性能材料(HPM)业务部提出该设计的应用开发人员Gregor Jaschkewitz解释说:“我们的方法是为了使用模块化配置,将合适的材料运用到位,以满足适用于各种具有最高精度的元器件的复杂要求。同时,高级功能整合的目的是使整个设备的装配尽可能简单,即实现免螺丝装配和减少元器件数量,从而降低成本。”

传递项目的专业知识

该设计是与充电系统生产商协作讨论的成果,结合了朗盛在众多充电基础设施开发项目中积累的经验。Jaschkewitz表示:“这意味着该设计也满足了众多生产商表达的愿望,即在充电插孔密封方面能够尽可能灵活。”例如,可以使用O型圈、密封绳或系列密封件,以及使用双组分注塑过程中生产的唇封。

综合热管理

该充电插孔设计的主要元件有前后壳体,用于充电站连接器的插座和执行器。后者将连接器锁定到位,防止其在充电过程中被意外或故意拔出。另一个基本元件是引脚支架。引脚支架将金属连接器引脚固定到位,其中还有打印电路板(PCB),其具有直流或交流充电电缆。我们特别重视引脚支架的设计。电缆的布局能够确保充在电过程中产生的热量不但通过电缆释放,还通过其他未使用的电缆释放。Jaschkewitz表示:“这意味着引脚支架支持热管理,更易于实现大电流快速充电。”

在将电缆和触针置于支架内,夹固好PCB后,所有充电插孔元器件都通过滑动配合装配在一起。由于电缆以最小应变紧固到位,所以不会在壳体中分离。Jaschkewitz表示:“不使用螺丝装配元器件的能力简化了装配流程和相关物流,从而削减了生产成本。”

满足较高材料要求

充电插孔塑料需要符合IEC 62196-1标准,并具有较高绝缘电阻以及较高的介电强度和起痕指数。还必须具有良好的阻燃性能。与带电元器件直接接触的零件必须按照IEC 60695-2-11在850°C的灼热丝温度下,通过最终产品灼热丝测试(GWEPT)。在80°C下测试(或实验)七天后,塑料件不得出现任何表面变化,如老化导致的裂纹等。还需要具有优异的机械性能(如良好的韧性),以确保充电插孔不受碰撞或破坏的影响。HPM应用开发人员Sarah Luers表示:“我们的材料解决方案包括非常适用于这一系列要求的改性塑料。在某些情况中,我们还会提供专门用于电动汽车的版本。例如,用于壳体的高耐候性和抗紫外线产品,以及用于要求在尺寸上特别稳定的元器件的低收缩率和翘曲率材料。”机械性能良好的聚酰胺6导热改性塑料主要用于引脚支架,以承载较大的热量。这也包括通过美国安全检测实验室公司检测机构规定的UL 94可燃性试验的产品类型,等级为V-0。

支持元器件设计

朗盛通过其服务品牌HiAnt为充电系统生产商提供各种各样的服务。例如,朗盛能够代表其合作伙伴计算并模拟元器件几何结构和材料如何影响元器件中热量的生成。其他服务有按照标准进行重要的可燃性检测,以及进行落球试验等机械检测。

充电插头设计仍在研发中

朗盛目前考虑将新设计应用于充电基础设施的其他组件——例如充电插头中。由于要求相似,所以在车辆充电插孔工作中累积的设计和材料专业知识在很大程度上能够应用于充电插头。


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