在電池性能、單次充電行駛里程短期不能顯著提高的情況下,充電樁作為新能源汽車的標配,直接決定了新能源汽車的發(fā)展。
但是目前在在電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中,普遍存在注重車而不注重充電基礎(chǔ)設(shè)施的問題,有車無樁、有樁無車現(xiàn)象并存。該現(xiàn)象的存在也大大制約著我國新能源汽車的發(fā)展。
為此,國家相繼出臺各項產(chǎn)業(yè)政策,大力推動充電基礎(chǔ)設(shè)施(充電樁/充電站)的建設(shè),。根據(jù)國務(wù)院《關(guān)于加快電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導意見》,將建設(shè)“樁站先行,適度超前,智能高效”的充電基礎(chǔ)設(shè)施體系。
充電樁使用環(huán)境解析
根據(jù)前期調(diào)研發(fā)現(xiàn),充電樁的實際使用環(huán)境復雜,有些用于南方沿海環(huán)境,材料將面臨高溫沖擊,高紫外線照射,海邊鹽霧腐蝕等環(huán)境應力的影響,充電樁表面溫度可能升至85℃甚至更高,可能使材料軟化,爬電距離和電氣間隙減少,誘發(fā)質(zhì)量事故。長期紫外線照射會使材料嚴重褪色,甚至降低力學性能,導致材料老化,開裂,影響美觀和安全性能;
有些用于北方極寒氣候,以黑龍江、內(nèi)蒙古北部地區(qū)為例,充電樁冬季使用環(huán)境經(jīng)常低至-40℃;致使材料發(fā)脆、開裂,嚴重失效。
有些地區(qū)臨近陶瓷行業(yè)和發(fā)電廠,排放含硫氣體,形成酸雨,顯著加快產(chǎn)品失效。
此外,由于人體可直接接觸充電樁,且為了達到高速充電的效果,充電樁的使用電流非常大,這對于材料電氣絕緣性能和耐燃、阻燃性能也提出了嚴苛的要求。
由此可知,充電樁使用環(huán)境非??量蹋瑢ν鈿げ牧腺|(zhì)量要求很高。但是目前國內(nèi)各材料供應商的種類和改性水平千差萬別,市場上也沒有統(tǒng)一的行業(yè)標準,導致產(chǎn)品匹配性差、性能參差不齊,帶來極大的浪費和安全隱患。
國內(nèi)充電樁標準對于材料的具體要求
目前,我國的充電樁整機標準中,對于材料尚無特別明確的要求。充電槍的整機標準中,主要通過“6.8 橡膠和熱塑性材料的耐老化;6.10 絕緣電阻和介電強度;6.12 使用壽命(插拔壽命試驗);6.17 爬電距離、電氣間隙和穿透密封膠距離;6.18 耐熱、耐燃和耐電痕;6.21車輛碾壓”等章節(jié)對材料進行要求。但是分析這些條款后發(fā)現(xiàn)如下問題:1、材料的耐老化通過將材料暴露在70/80℃的烘箱中10/7天后,評估其表面裂痕和發(fā)粘發(fā)膩情況來評價,對于材料長期在紫外線照射、雨淋、化學環(huán)境侵蝕、低溫沖擊條件下的性能變化情況,缺乏評價手段,而這些指標恰恰是整機制造方所關(guān)注的重點性能;2、材料的機械強度要求主要通過插拔壽命試驗和車輛碾壓試驗來評估,那么具體材料的沖擊性能、拉伸性能、彎曲性能、尺寸穩(wěn)定性、硬度應達到多少,這些在本標準中未能細化;3、材料的阻燃性能,主要使用灼熱絲試驗來進行評估,實際上,灼熱絲試驗主要是評估材料在局部過熱情況下防止起火的能力,但是若材料已經(jīng)起火,如果能有效的防止火焰蔓延,能否將火焰控制在器具內(nèi)部不造成更大的事故,卻是灼熱絲試驗無法評價的。
充電樁材料組成
在了解了充電樁的使用環(huán)境后,我們再來看看充電樁中的哪些材料將經(jīng)受這些嚴苛的環(huán)境考驗。
目前,充電樁中的材料部件,主要由以下幾部分組成:
其中,經(jīng)常暴露于外部環(huán)境中的主要部件有充電樁外殼、充電槍外殼、插頭插座、電線電纜的外層材料。那么,要搞清楚這些部件如何選材,我們先來看看這些部件經(jīng)常使用的塑料都有哪些。
充電樁材料常用塑料介紹
充電樁是一種長年暴露在戶外的產(chǎn)品,材料始終是它發(fā)展的關(guān)鍵!充電樁產(chǎn)業(yè)作為一個新興產(chǎn)業(yè),自發(fā)展以來,越來越多的材料企業(yè)踏入充電樁領(lǐng)域,試圖一展拳腳。
然而并不是名氣大的材料企業(yè)在充電樁領(lǐng)域就一定能做好,每家材料企業(yè)的機會都很大。充電樁材料做的好不好不再只看品牌,要看質(zhì)量,看它能否經(jīng)受各種的測試,選拔。
充電樁用的材料一般分為四大類:改性塑料、SMC復合材料、線纜料及其它耗材。
充電樁改性塑料要求
1.充電樁改性塑料要求
充電樁用到的改性塑料相比于其他材料比較多,但種類較少。
目前交流充電樁外殼普遍用改性PC、PC/ABS等。
一般要求阻燃、耐候、耐熱耐低溫,滿足戶外使用苛刻要求;方便配色、環(huán)境友好等特性。
而電氣連接系統(tǒng)材料一般選用聚酯PBT和尼龍,主要性能要求電絕緣和高強度等。
內(nèi)部元器件一般選用聚酯PBT、無鹵阻燃尼龍材料。
直流樁內(nèi)部金屬支架一般用超高玻纖增強材料或阻燃增強尼龍材料。
2.改性塑料的特點
塑料的特點不用多說,除了成本低、造型多樣之外,塑料可進行多次加工回收使用,通過改性,機械、物理等性能均可滿足行業(yè)標準及國標,輕量化的特性使得它在交流充電樁中大受歡迎!
前涉足充電樁的塑料企業(yè)有哪些?
目前,國內(nèi)外做塑膠的企業(yè)紛紛投入充電樁產(chǎn)業(yè),而且涉足這個領(lǐng)域的企業(yè)越來越多,國外企業(yè)如巴斯夫、科思創(chuàng)、沙特-SABIC、帝人、旭化成、LG化學等;國內(nèi)企業(yè)如金發(fā)、聚賽龍、中廣核俊爾、日之升、合肥會通新材等。據(jù)不完全統(tǒng)計,進入充電樁領(lǐng)域的塑料企業(yè)已達幾百家。