La infraestructura de carga de vehículos eléctricos exige mucho

Stephen Moore | 24 de julio de 2020

Además de las nuevas aplicaciones en el tren motriz de los vehículos eléctricos, la empresa de productos químicos especializados Lanxess ve un gran potencial para la ingeniería de termoplásticos en la infraestructura de carga para la movilidad eléctrica. Los requisitos relacionados con los diversos componentes se derivan principalmente de la industria eléctrica y electrónica (E&E) y la industria automotriz. "Durante décadas, ambas industrias han sido un negocio central para nuestras poliamidas y poliésteres. Es por eso que ya podemos ofrecer materiales personalizados que cumplen con los estándares y especificaciones más importantes de las industrias automotriz y de E&E internacionales y son ideales para su uso en infraestructura de carga". dice Sarah Luers, gerente de proyectos en el desarrollo de aplicaciones E&E en la unidad comercial de materiales de alto rendimiento (HPM) de Lanxess.

La poliamida Durethan (PA) y el tereftalato de polibutileno (PBT) de Pocan se utilizan principalmente para componentes de enchufes y tomas de carga, estaciones de carga y cajas de pared, por ejemplo, en garajes y cocheras, así como para componentes en sistemas de carga inalámbricos e inductivos para alta baterías de voltaje. Si bien el nivel de estandarización en el campo de la movilidad eléctrica todavía está en progreso en muchas áreas, las poliamidas y poliésteres ya ofrecen una amplia gama de posibilidades para aplicaciones en el área de carga de baterías con corriente continua o alterna.

Los materiales no reforzados se utilizan principalmente para los enchufes de carga porque ofrecen un alto nivel de estabilidad dimensional y calidad de la superficie, son resistentes a los impactos y, por lo tanto, mecánicamente robustos, y también están disponibles como compuestos ignífugos cuando entran en contacto con partes electrónicas activas. Dice Luers: "Un ejemplo es el ignífugo sin halógenos PA 6 Durethan B30SFN30. En las pruebas de inflamabilidad realizadas de acuerdo con el estándar estadounidense UL 94 (Underwriters Laboratories Inc.), logra la máxima clasificación de V-0 con una prueba espesor del cuerpo de 0,75 milímetros". Sin embargo, la poliamida 6 Durethan B30S es ideal para componentes de paredes delgadas, como mangos de enchufes, que no necesariamente tienen que ser ignífugos.

Dados los voltajes y corrientes de carga cada vez más altos, los termoplásticos conductores de calor para eliminar el calor que se genera también se están volviendo cada vez más importantes. Los compuestos Durethan BTC965FM30 y BTC77ZH3.0EF PA 6 a base de minerales, que tienen un alto contenido de relleno, son ideales para los componentes que se encuentran cerca de los enchufes de carga. El primero es ignífugo libre de halógenos y alcanza la clasificación V-0 (0,75 milímetros) en el ensayo UL 94. Durethan BTC77ZH3.0EF contiene un relleno mineral especial, con el que es posible lograr una conductividad térmica casi isotrópica de hasta 1,8 vatios por metro y Kelvin. A pesar del alto contenido de relleno, el material muestra excelentes características de elongación y procesamiento.

Los enchufes de carga generalmente requieren una combinación de excelente resistencia al fuego, resistencia mecánica y buenas características de expansión. "Estos requisitos los cumple el grado Durethan BKV30FN04 PA 6, libre de halógenos, ignífugo y reforzado con fibra de vidrio, por ejemplo, que también está incluido en la clasificación UL V-0", dice Luers.

Las nuevas aplicaciones potenciales para las cajas de pared de carga incluyen cubiertas y componentes estructurales. Como partes visibles, las cubiertas no solo deben ser fácilmente pintables y resistentes a la intemperie, así como resistentes a los rayos UV, sino que también deben tener una baja tendencia a deformarse. Este perfil de requisitos lo cumple Pocan C1203, por ejemplo, una mezcla no reforzada de policarbonato y tereftalato de polibutileno (PBT).

Los requisitos típicos para los componentes estructurales, como los sistemas de montaje para cajas de empotrar, incluyen un alto retardo de llama, resistencia a la intemperie y resistencia a la fluencia junto con una alta tenacidad y una baja tendencia a la deformación. "El material de elección aquí es el altamente reforzado y, por lo tanto, extremadamente fuerte y rígido, Durethan BKV45FN04", dice Luers. El PA 6 ignífugo libre de halógenos muestra un máximo de 600 V (CTI A) y alcanza la clasificación UL 94 V-0 a 0,4 milímetros.

Otra tendencia de desarrollo actual es la carga inductiva e inalámbrica de baterías de vehículos. El piso plano y las almohadillas del vehículo que se requieren aquí y acomodan, entre otras cosas, las bobinas de carga inductivas deben construirse con materiales que no solo sean resistentes al fuego y mecánicamente fuertes, sino que también tengan una baja tendencia a deformarse y exhibir alto dieléctrico. fortaleza. Los materiales también deben ser resistentes a la luz y a la intemperie, con propiedades altamente estables en un rango de temperatura de -45 a +125 °C. Un material que se puede utilizar para placas de suelo es la poliamida 6 Durethan BG30XFN01 reforzada con fibra de vidrio y bolas de vidrio. Muestra excelentes propiedades de flujo y también es extremadamente fuerte y resistente a la deformación. Pasa la prueba UL 94 con V-0 con un espesor de cuerpo de prueba de 0,75 milímetros. También tiene una certificación UL f1 para uso en aplicaciones al aire libre expuestas a los rayos UV y al agua.

HPM apoya a los clientes a lo largo de toda la cadena de desarrollo de los componentes utilizados en la infraestructura de carga para la movilidad eléctrica. Los servicios incluyen el desarrollo de materiales específicos para aplicaciones y la optimización del procesamiento. El paquete también incluye servicios de ingeniería durante el diseño de componentes, como simulaciones CAE, cálculos de flujo de molde y varias pruebas de piezas terminadas. "También realizamos pruebas que cumplen con los estándares para la resistencia a los rayos UV y el comportamiento del fuego, como las pruebas de hilo incandescente de acuerdo con IEC 60695-2-13", dice Luers. El alcance de los servicios también abarca pruebas eléctricas como la rigidez dieléctrica de acuerdo con IEC 60243-1.

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