L’infrastructure de recharge des véhicules électriques exige des solutions plastiques hautes performances

En plus de 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 divers composants proviennent principalement de l’industrie électrique et électronique (E&E) et de l’industrie automobile. « Ces deux industries sont depuis des décennies un cœur de métier 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 E&E et automobile et sont idéaux pour une utilisation dans les infrastructures de charge », explique Sarah Luers, chef de projet dans le développement d’applications E&E chez Lanxess High Performance Materials. (HPM) business unit.

Le composé de polyamide obtient des points élevés pour l’infrastructure de charge. Image reproduite avec l’aimable autorisation de Lanxess.

Le polyamide Durethan (PA) et le polybutylène téréphtalate de Pocan (PBT) sont principalement utilisés pour les composants des fiches et prises de charge, les stations de charge et les 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. batteries de tension. Même si le niveau de standardisation dans le domaine de la mobilité électrique est actuellement 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 des batteries en courant continu ou alternatif.

Les matériaux non renforcés sont principalement utilisés pour les prises de charge car ils offrent un niveau élevé 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 lorsqu’ils entrent en contact avec des pièces électroniques sous tension. Luers déclare : « Un exemple est le PA 6 Durethan B30SFN30 ignifuge sans halogène. Lors des tests d’inflammabilité menés conformément à la norme américaine UL 94 (Underwriters Laboratories Inc.), il obtient la meilleure classification V-0 avec une épaisseur de corps de test de 0,75 millimètre. 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 toujours plus élevés, les thermoplastiques thermoconducteurs pour éliminer 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 teneur élevée en charge, sont idéaux pour les composants à proximité des prises de charge. Le premier est ignifuge sans halogène et obtient la classification V-0 (0,75 millimètre) dans le test UL 94. Durethan BTC77ZH3.0EF contient un remplissage minéral spécial, avec lequel il est possible d’obtenir une conductivité thermique presque 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’une excellente résistance au feu, d’une résistance mécanique et de bonnes caractéristiques de dilatation. « Ces exigences sont satisfaites par le grade Durethan BKV30FN04 PA 6 sans halogène, ignifuge et renforcé de fibres de verre, par exemple, qui est également répertorié par l’UL avec la classification V-0 », explique Luers.

Les nouvelles applications potentielles pour le chargement des boîtiers muraux incluent les couvercles et les composants structurels. En tant que pièces visibles, les couvertures doivent non seulement être faciles à peindre et résistantes aux intempéries ainsi qu’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 polybutylène téréphtalate (PBT).

Les exigences typiques pour les composants structurels tels que les systèmes de montage pour les boîtiers muraux comprennent une résistance élevée au feu, une résistance aux intempéries et une résistance au fluage associées à une ténacité élevée et une faible tendance à la déformation. « Le matériau de choix ici est le Durethan BKV45FN04 hautement renforcé, et donc extrêmement solide et rigide », explique Luers. Le PA 6 ignifuge sans halogène affiche un maximum de 600 V (CTI A) et atteint la classification UL 94 V-0 à 0,4 millimètre.

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 non seulement résistants au feu et mécaniquement solides, mais qui ont également une faible tendance à se déformer et présentent 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 température de -45 à +125 °C. Un matériau qui peut être utilisé pour les plaques de sol est le polyamide 6 Durethan BG30XFN01 renforcé de fibres de verre et de billes de verre. Il présente d’excellentes propriétés d’écoulement et est également extrêmement solide et résistant au gauchissement. Il réussit le test UL 94 avec V-0 avec une épaisseur de corps de test de 0,75 millimètre. 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 aux applications et l’optimisation du traitement. Le package comprend également des services d’ingénierie lors de la conception de composants tels que des simulations CAE, des calculs de flux de moulage 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 de fil incandescent conformément à la norme IEC 60695-2-13 », explique Luers. L’étendue des services comprend également des tests électriques tels que la rigidité diélectrique conformément à la norme IEC 60243-1.