充电桩外壳材料选型要点-九游会官网登录入口

 　　充电桩外壳材料选型要点

　　充电桩行业发展迅猛，市场空间巨大

　　目前，中国已是世界第一大汽车生产和消费国，中国政府大力支持新能源汽车特别是纯电动汽车的发展。根据中国汽车工业协会数据显示，2015年我国新能源汽车生产340471辆，销量331092辆，同比增长3.3倍和3.4倍。

　　充电桩行业即将爆发

　　在电池性能、单次充电行驶里程短期不能显著提高的情况下，充电桩作为新能源汽车的标配，直接决定了新能源汽车的发展。

　　但是目前在在电动汽车产业发展过程中，普遍存在注重车而不注重充电基础设施的问题，有车无桩、有桩无车现象并存。该现象的存在也大大制约着我国新能源汽车的发展。

　　为此，国家相继出台各项产业政策，大力推动充电基础设施(充电桩/充电站)的建设，。根据国务院《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》，将建设“桩站先行，适度超前，智能高效”的充电基础设施体系。2015年~2020年，将建成充电桩480万个，充电站1.2万座。预估将释放900亿元的市场潜能。

　　充电桩使用环境解析

　　根据前期调研发现，充电桩的实际使用环境复杂，有些用于南方沿海环境，材料将面临高温冲击，高紫外线照射，海边盐雾腐蚀等环境应力的影响，充电桩表面温度可能升至85℃甚至更高，可能使材料软化，爬电距离和电气间隙减少，诱发质量事故。长期紫外线照射会使材料严重褪色，甚至降低力学性能，导致材料老化，开裂，影响美观和安全性能;

　　有些用于北方极寒气候，以黑龙江、内蒙古北部地区为例，充电桩冬季使用环境经常低至-40℃;致使材料发脆、开裂，严重失效。

　　有些地区临近陶瓷行业和发电厂，排放含硫气体，形成酸雨，显著加快产品失效。

　　表1 某地区酸雨量及ph值统计

　　此外，由于人体可直接接触充电桩，且为了达到高速充电的效果，充电桩的使用电流非常大，这对于材料电气绝缘性能和耐燃、阻燃性能也提出了严苛的要求。

　　表2 充电桩额定电压/电流

　　由上可知，充电桩使用环境非常苛刻，对外壳材料质量要求很高。但是目前国内各材料供应商的种类和改性水平千差万别，市场上也没有统一的行业标准，导致产品匹配性差、性能参差不齐，带来极大的浪费和安全隐患。

　　充电桩材料组成

　　在了解了充电桩的使用环境后，我们再来看看充电桩中的哪些材料将经受这些严苛的环境考验。

　　目前，充电桩中的材料部件，主要由以下几部分组成：

　　其中，经常暴露于外部环境中的主要部件有充电桩外壳、充电枪外壳、插头插座、电线电缆的外层材料。那么，要搞清楚这些部件如何选材，我们先来看看这些部件经常使用的塑料都有哪些。

　　充电桩材料常用塑料介绍

　　目前，充电桩上各部件主要使用的材料如上图所列。搞清楚了这些部件平常主要使用哪些材料后，我们再从国内外充电桩整机标准的角度，来剖析一下材料的设计选型。

　　充电桩国内外标准对于外壳材料的要求解读

　　充电桩整机标准

　　下图为国内外主要的充电桩及充电枪适用标准。其中，美国主要采用ul标准对充电桩整机进行考核，而其他发达国家主要借鉴iec标准对整机进行考核。

　　从国内情况来看，目前主要采用的标准是国标gb/t 18487系列标准和能源局标准nb/t 33001、nb/t33008等。这些标准部分采用了iec的要求，并结合我国的实际情况，进行了一定程度的修订。这些标准的制定，主要是解决目前我国充电桩通信接口不统一、安全性兼容性不足、互联互通程度低等问题。但是其中对于材料的要求较少，仍有待完善。

　　国外充电桩标准对于外壳材料的具体要求

　　由于新能源汽车在国外的起步较早，充电桩的配套标准相对完善，对于材料的具体要求也更为细致。以ul为例，其通过对整机的使用环境进行细分，明确不同产品，不同使用环境下的材料要求，通过对材料的机械、阻燃、电气和环境老化进行测试，评估产品合规性。

　　国内充电桩标准对于材料的具体要求

　　目前，我国的充电桩整机标准中，对于材料尚无特别明确的要求。充电枪的整机标准中，主要通过“6.8 橡胶和热塑性材料的耐老化;6.10 绝缘电阻和介电强度;6.12 使用寿命(插拔寿命试验);6.17 爬电距离、电气间隙和穿透密封胶距离;6.18 耐热、耐燃和耐电痕;6.21车辆碾压”等章节对材料进行要求。但是分析这些条款后发现如下问题：1、材料的耐老化通过将材料暴露在70/80℃的烘箱中10/7天后，评估其表面裂痕和发粘发腻情况来评价，对于材料长期在紫外线照射、雨淋、化学环境侵蚀、低温冲击条件下的性能变化情况，缺乏评价手段，而这些指标恰恰是整机制造方所关注的重点性能;2、材料的机械强度要求主要通过插拔寿命试验和车辆碾压试验来评估，那么具体材料的冲击性能、拉伸性能、弯曲性能、尺寸稳定性、硬度应达到多少，这些在本标准中未能细化;3、材料的阻燃性能，主要使用灼热丝试验来进行评估，实际上，灼热丝试验主要是评估材料在局部过热情况下防止起火的能力，但是若材料已经起火，如果能有效的防止火焰蔓延，能否将火焰控制在器具内部不造成更大的事故，却是灼热丝试验无法评价的。

　　那么，一方面是严苛的使用环境要求，一方面是国内标准的不完善以及行业选材的不规范。到底应该如何设置充电桩外壳材料的技术参数，才能满足充电桩在各种环境下的服役要求呢?

　　在此，小编有幸了解到，中国质量认证中心(cqc)于今年年初编制并发布了国内首个《电动汽车充电设备非金属材料外壳技术规范》(具体技术要求见下表)，该技术规范由中国质量认证中心与华商三优、许继电气、巴斯巴、苏州智绿、科思创、金发、聚赛龙等业内知名充电桩生产企业及大型材料企业共同编制。

　　本技术规范从充电桩的实际使用环境出发，通过对材料耐老化、耐候、耐低温冲击、阻燃、耐热、电气绝缘等方面性能的考核，来评价材料是否能够达到长期服役要求。

　　表3 充电桩外壳材料性能要求