Le esigenze delle infrastrutture di ricarica dei veicoli elettrici sono elevate

Stephen Moore | 24 luglio 2020

Oltre alle nuove applicazioni nel gruppo propulsore dei veicoli elettrici, l’azienda di prodotti chimici speciali Lanxess vede un grande potenziale per l’ingegneria termoplastica nelle infrastrutture di ricarica per la mobilità elettrica. I requisiti relativi ai vari componenti derivano principalmente dall'industria elettrica ed elettronica (E&E) e dall'industria automobilistica. "Entrambi i settori rappresentano da decenni il core business delle nostre poliammidi e poliesteri. Ecco perché possiamo già offrire materiali personalizzati che soddisfano gli standard e le specifiche più importanti dell'industria internazionale E&E e automobilistica e sono ideali per l'uso nelle infrastrutture di ricarica," afferma Sarah Luers, project manager per lo sviluppo di applicazioni E&E nella business unit High Performance Materials (HPM) di Lanxess.

La poliammide Durethan (PA) e il polibutilene tereftalato (PBT) Pocan vengono utilizzati principalmente per componenti di spine e prese di ricarica, stazioni di ricarica e wallbox, ad esempio in garage e posti auto coperti, nonché per componenti di sistemi di ricarica induttivi e wireless per batterie di tensione. Anche se in molti settori il livello di standardizzazione nel campo della mobilità elettrica è ancora in fase di sviluppo, le poliammidi e i poliesteri offrono già un’ampia gamma di possibilità di applicazione nel campo della ricarica delle batterie con corrente continua o alternata.

I materiali non rinforzati vengono utilizzati principalmente per le spine di ricarica perché offrono un'elevata stabilità dimensionale e qualità superficiale, sono resistenti agli urti e quindi meccanicamente robusti e sono disponibili anche come composti ignifughi quando entrano in contatto con parti elettroniche sotto tensione. Luers afferma: "Un esempio è il ritardante di fiamma PA 6 Durethan B30SFN30, privo di alogeni. Nei test di infiammabilità condotti secondo la norma statunitense UL 94 (Underwriters Laboratories Inc.), raggiunge la massima classificazione V-0 con un test spessore del corpo di 0,75 millimetri." La poliammide 6 Durethan B30S, invece, è ideale per componenti a pareti sottili come le maniglie dei tappi, che non devono necessariamente essere ignifughi.

Considerando le tensioni e le correnti di carica sempre più elevate, stanno diventando sempre più importanti anche i materiali termoplastici termoconduttori per la rimozione del calore generato. I composti Durethan BTC965FM30 e BTC77ZH3.0EF PA 6 a base minerale, che hanno un alto contenuto di riempitivo, sono ideali per i componenti in prossimità delle prese di ricarica. Il primo è ignifugo privo di alogeni e nel test UL 94 ha ottenuto la classificazione V-0 (0,75 millimetri). Durethan BTC77ZH3.0EF contiene uno speciale riempimento minerale, con il quale è possibile ottenere una conduttività termica quasi isotropica fino a 1,8 watt per metro e Kelvin. Nonostante l'elevato contenuto di riempitivo, il materiale presenta eccellenti caratteristiche di allungamento e lavorabilità.

Le prese di ricarica richiedono solitamente una combinazione di eccellente resistenza al fuoco, resistenza meccanica e buone caratteristiche di espansione. "Questi requisiti sono soddisfatti, ad esempio, dalla qualità Durethan BKV30FN04 PA 6, priva di alogeni, ignifuga e rinforzata con fibra di vetro, che è anche elencata dall'UL con la classificazione V-0", afferma Luers.

Le potenziali nuove applicazioni per la ricarica delle wallbox includono coperture e componenti strutturali. In quanto parti visibili, le coperture non solo devono essere facilmente verniciabili e resistenti agli agenti atmosferici e ai raggi UV, ma devono anche avere una bassa tendenza a deformarsi. Questo profilo di requisiti è soddisfatto, ad esempio, da Pocan C1203, una miscela non rinforzata di policarbonato e polibutilene tereftalato (PBT).

I requisiti tipici per i componenti strutturali come i sistemi di montaggio per le scatole a muro includono elevata proprietà ignifuga, resistenza agli agenti atmosferici e resistenza allo scorrimento viscoso abbinate ad elevata tenacità e bassa tendenza alla deformazione. "Il materiale scelto in questo caso è il Durethan BKV45FN04, altamente rinforzato e quindi estremamente resistente e rigido", afferma Luers. Il PA 6 ignifugo privo di alogeni mostra un massimo di 600 V (CTI A) e raggiunge la classificazione UL 94 V-0 a 0,4 millimetri.