在能源碳中和的理念带领下,新能源汽车已逐渐成为一种潮流。而充电桩作为电动汽车的补能设施,它广泛分布在生活中的各种场景中,如公共建筑(公共楼宇、商场、公共停车场等)和居民小区停车场或充电站内。其中充电枪及连接系统作为充电桩上的一个重要部件,它直接暴露在露天环境中,又是连接充电桩等充电设施与电动汽车的“桥梁”,公共场所用的充电枪更是需要承受各种严酷的使用场景,品质的好坏直接影响了充电性能及安全性。
近日,嘉兴发生了一起新能源汽车充电时起火的事故,充电设备安全性成为全社会关切的焦点。为此,我们特别采访了中国新能源汽车充电枪领域的技术专家彭水清,请他给我们介绍一下目前中国充电枪整体安全性能方面的情况和未来的发展趋势。
彭水清介绍,充电枪是新能源产业中一个非常细分的领域,具有很高的技术含量,其中安全性是充电枪选材首要考虑的,充电枪选材要符合国家标准。为了保障电动汽车使用和充电设施以及人员的安全,国标对于电动汽车充电枪材料进行了严格控制。国家标准GB/T20234和GB/T11918除了要求材料具有一定的耐热以及阻燃性能外,为了满足充电枪在不同环境下使用的安全可靠性,要求充电枪具有好的电绝缘性以及低温条件下的机械性能等,充电枪的材料相对来说要求较高,它们需要具备几大性能:1、阻燃性能:遇到突发火灾时,不易燃烧,减轻事故伤害。2、绝缘性能:用电安全是首要,要保证电气不导电,不击穿。3、应对极端气温:尤其是在北方一带,冬天温度零下保持较好机械性能,低温下有好的抗冲击性能。在环境气温高的环境下,高温能在+125℃工作,甚至更高的温度条件下正常使用。4、耐老化:经历自然界的各种条件(包含日照,湿度,温度,冰霜雨露天气, 白天和黑夜的温度改变等)后,仍然能够保证质量,不易老化,能够经受住极端恶劣天气,材质不易发生性能蠕变。5、机械性能:能抗车辆碾压以及高寿命耐磨性能。6、可回收和对环境的影响。
目前,中国产业界都在围绕以上几点进行技术研发和工艺创新。以彭水清带领的东莞市浡盛机械有限公司为例,产品的安全性能始终是企业技术研发和创新的第一原则。多年来他们在这个细分领域取得了很多技术创新研发的成果。
以充电枪前芯为例,它是充电枪中的一种互配通用件,对性能要求很高,需要有高绝缘性能、高阻燃性能、高温度适应能力、高耐磨性、高抗化学腐蚀和抗冲击性能等等。任何一项性能不够,就会存在安全隐患,可能因充电过程中漏电、高温等导致新能源汽车在充电过程中起火,因此选择什么样的材料一直是浡盛机械研发的重要课题。通过与上游材料端的密切合作,彭水清在新材料的创新应用上不断突破。比如他在行业内首次选用了巴斯夫新研发的PA66 A60G1V25做为充电枪前芯材料,新产品多项性能位于行业之首,绝缘性能CTI(漏电指数)>600V,是目前全球最高等级的CTI指数;实现UL94(防火阻燃标志)-V0无卤阻燃,V0也是目前行业内最难达到的指数;能满足在-40℃到125℃温度范围内使用,是目前行业中的最大安全温差值;抗紫外线等级F1;RTI-E 0.75mm>130℃;选用PA66尼龙或者PBT料,是目前行业里抗化学腐蚀和抗冲击性能最佳的材料。
再比如充电枪外壳,看似简单,也有很高的技术含量。作为一个外壳件,它起到用于抓握和保护内部电器件的功能,需要有非常高的绝缘特性,要能抗碾压,有高的机械强度,有很高的防火性能。同时,作为产业中的上游企业,产品设计研发还要考虑到可处理性,选材要在满足安全性、功能性的基础上,再满足后续的可加工性。彭水清通过反复试验,将市场上各种新材料的性能指标进行比对后,创新采用了新材料沙伯基础(SABIC)PC(聚碳酸酯)EXL9330作为充电枪外壳材料,实现 CTI>600V;防火阻燃性能达到 UL94-V0;选用PC或者PC+ABS料,实现产品表面光洁,可做亮面,可镀,具备优异的加工性能,可满足各种颜色的配制需求,下游企业可以轻松实现外观的二次加工。之后彭水清的产品都以SABIC EXL9330做为基础材料,也推动了行业新材料的更替。
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