随着消费者对电动汽车的需求增加，以及减排方面的立法以及城镇化进程的上升，消费者和政策制定者都在呼吁使用更可持续发展和更先进的汽车，且不会损失性能或安全性。即使是保守的估计也表明，在我们今天所处的20年代结束之前，世界上至少有三分之二的汽车将是电动的（含纯电动和混合动力）。汽车行业工程师和材料供应商正在共同帮助推进这一重大进步，将其从概念带到现实。这是令我们塑料行业激动人心的时刻，但汽车制造商及材料供应商也得面对事实 - 技术的飞跃带来了一系列挑战。

电池容量和车辆的续航里程是其中最大的挑战之一，当消费者考虑转向驾驶电动车时，他们脑海里常会出现的大问题是：车子一次充满电后能开多远？给电池充满电需要多长时间？在其他所有安全和性能要求中，航程最大化和充电时间最短化被视为电动车吸引消费者和夺取市场份额的葵花宝典。简而言之，有竞争力的电池一次充满了可走得更远，充电所花费的时间也更短。

本公众号推出的新能源汽车专题已经分别对车身轻量化、一体化成型、锂电池隔膜、贯穿式车灯、内饰几个方面的发展创新进行了探讨。而充电系统是电动车设计上一个独特的部件，也自有其一套苛刻的材料要求，本文将为您提供此领域的最新信息。

电动汽车推广之瓶颈：供电设备

越来越多的人开始选择电动汽车(EV)和插电式混合动力车，但是由于电动汽车充电站网络密度不够，充电站数量上缺乏，难以像汽油加油站一样易于车辆使用，因此电动汽车的大规模普及受到严重阻碍，乃至人们对电动汽车与供电设备之间关系的认识陷入了“是先有鸡还是先有蛋”的困惑之中。

无论是政府、企业、汽车原始设备制造商，还是私人家庭，都在应对电动汽车基础设施的挑战。城市中开始为电动汽车预留配备交流充电桩的停车位，比如越来越多连锁超市的停车场中，开始出现免费的充电停车位。很多企业也将其配车转向电动汽车，通常还会配备可再生能源供应以及相应的设施充电器。汽车制造商正在开发充电速度更快、可提供更多能量以延长续航里程的电动汽车电池。他们与运营商合作，开始在高速公路沿线和市中心以外的地点布点，打造更广泛的快速直流充电网络。个体家庭也开始为自己的电动汽车安装壁挂式交流充电器。

充电行业所有这些创新都需要经过试验和测试印证的材料，以满足不断增长的全球充电基础设施需求。

充电系统对塑料材料的性能要求

电动车的充电系统主要由快充、慢充、低压充电和制动能量回收四项功能组成。具体地，快充功能由直流充电接口（带高压线束）、动力电池等组成，商用直流快速充电电压>500 V，可产生> 50 kW的功率，可为大多数车辆充满电只需15-30分钟；慢充功能由交流充电接口（带高压线束）、车载充电器、动力电池等组成，家用交流充电电压为120 V，可产生1.4 kW的功率，需要8-12小时才能充满电。

对于电动车的充电系统而言，最重要的材料属性有以下几条，提供保护作用，并产生时尚美观的外观。

◆耐久性是最重要的标准。EV充电桩必须能够长年承受严酷的室外条件，不仅要能适应高温、强紫外线和多沙环境，甚至还可以承受北极沿海地区的零下低温和长时间海水接触。在各种各样的极端条件下，材料必须始终保持其关键特性，比如冲击强度、色牢度和表面质量等。

◆在较宽的温度范围（-40℃至+80℃）和环境条件（例如高湿度）下具有电绝缘性。

◆外观的可塑性也是一个重要考量。充电系统使用的材料应能够提供丰富的颜色、形状和装饰选择，以适应公共到私人电动充电站安装的不同情况。

◆此外，所使用的材料还应该具有环保、节能等特性。使用循环材料制造塑料零件，单个组件可在充电系统使用寿命结束后重复使用。

电动交通成功与否取决于可靠和有效的充电基础设施。一些材料供应企业专门开发的材料解决方案可满足与不同充电水平相关的一系列严格的电气和机械要求，应用于壁挂式充电器、充电桩等电动汽车充电基础设施之中，引领未来电动汽车创新。

应用案例

●充电桩与壁挂盒

充电桩和壁挂盒安全高效地管理从电网到电动汽车电池的安全高效电力传输。壁箱专为住宅的交流充电而设计，而充电桩则专用于商业和公共场所的高功率快速直流充电，其外壳旨在保护内部的电气电子组件免受环境影响，例如光、天气、安全、机械冲击和故意破坏，以促进充电桩在整个生命周期内的安全电力管理。

充电桩

壁挂盒

材料巨头科思创公司与薄膜技术的领导者库尔兹公司、注塑设备领域重要玩家住友德马格公司联手，共同开发出新一代电动汽车壁盒充电器。全新产品集设计灵活性、多功能性和低碳足迹（可持续性）于一体，采用了科思创的模克隆® RE聚碳酸酯和模克福®薄膜材料解决方案，结合库尔兹的设计技术和住友德马格的注塑成型技术。三方共同构思出了“从车辆到电网（V2G）”双向充电的可持续充电概念，这意味着不仅能够通过家用太阳能系统为车辆充电，而且还能够通过车辆充电电池为电网供电。该壁盒配备了显示屏、背光和触摸控件，将不再是单纯的功能性充电器，而是提供广泛的设计可能性 - 兼具视觉吸引力和一系列智能功能，以助力未来的电动出行。此外，极其节能和精确的住友德马格全电动注塑机以高效和节约资源的方式生产这种壁盒充电器，从而提高可持续性。

住友德马格全电动注塑机

预计中国到2025年将占全球一半左右的电动汽车市场，因此充电基础设施是实现电动汽车普及化的关键。特别是高功率的充电桩，可以改善电动汽车充电的可行性和消费者体验。因为需要承载更高的电流和电压负荷，所以应用于高功率充电桩的材料承受的环境条件往往更加苛刻，这些充电桩需要采用高性能的材料制成，能在高温下展现优异的机械性能及具备高尺寸稳定性。去年9月19日，配合巴斯夫工程塑料装置在中国广东湛江的一体化基地的落成，巴斯夫公司和新能源汽车高压连接系统解决方案提供商 - 巴斯巴科技发展有限公司展示了采用巴斯夫创新材料解决方案制造的概念超级充电桩（见下图）。Ultramid® 聚酰胺（PA）、Ultramid® Advanced聚邻苯二甲酰胺（PPA）、Ultradur®聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）及Elastollan®热塑性聚氨酯（TPU）被用于制造概念超级充电桩的各种部件，包括电子外壳、充电枪、断路器、开关、安全部件、电缆和冷却系统。概念超级充电桩所采用的材料具备杰出的机械性能，包括阻燃性和电绝缘性。

●充电插头（充电枪）和插座

充电插头和插座有助于电动汽车与充电基础设施（例如壁箱、充电桩）之间安全、轻松的连接。这些系统必须提供独立于环境条件的功能、易于使用并且能够承受恶劣环境的考验。

电动汽车充电插头是塞拉尼斯Frianyl® PA材料成功进入这一关键且快速增长的应用的成功范例。Frianyl® PA 牌号B3 GF25 V0 BK 9005/P/F1专为需要自熄性能和良好机械性能的电气应用而设计，符合电动汽车充电插头最高安全标准所需的所有认证。该公司以经济高效的方式满足严格的监管要求，并提供优质车主应得的触感和美观。

●连接器和电缆

到目前为止，提高电动车的续航里程，往往通过增加电池尺寸，或配备高效的AC/DC逆变器和DC/DC转换器或高效的交流电机来实现。这些选项都是有效的，但它们会增加车辆的重量。最高效的电动汽车将采用微型组件设计，增加电池的电压，来达到更高的功率/重量比和功率/空间比。未来，老司机们充一次电就能够长距离驾驶，并可以为电池快速充电，提升沿途的驾驶体验。然而，为了确保车辆安全，高压充电对用于连接器和绝缘部件的材料提出了更严格的要求。

高压充电系统要求用于连接器和电缆的材料以及绝缘材料具有更高的相对漏电起痕指数（CTI），这将会很大程度上降低绝缘材料端子间表面漏电起弧甚至是燃烧的风险。目前绝大多数材料标定的最高CTI 值为600V，并且大部分仪器测试范围也仅有600V。帝斯曼公司是唯一一家在其产品组合中拥有CTI600V以上材料的塑料制造商。他们的ForTiiTX1聚合物在UL94标准0.4mm厚度下等级为V-0，CTI为900V；0.2mm厚度下等级为V-0，CTI为875V。AkulonSG-KGS6/HV聚合物的CTI为700V。所有这些材料均不含磷和卤素。

未来已来

预计到2030年，全球新能源车产量将会占据汽车总产量的70%，总体而言电动化是大势所趋。展望那个时候的城市出行方式，电动出行有望成为新常态。电动汽车在充电方面的发展将呈现出四个主要趋势：

1.充电地点开始从家庭逐渐转向公共和半公共充电站，让更多的人可以使用EV充电方式。2.交流充电走向商业化的同时，直流快速充电也呈不断攀升之势。3.市场对集成式充电解决方案的需求不断增长，即将硬件、软件和服务融合在一起。

4.“车辆到电网”（V2G）、充电中心和更智能充电解决方案等新充电技术，将实现广泛的应用。

另有机构预计到2027年，电动汽车供电设备的市场规模将达到297亿美元，各国为环保所设立的目标，加上政府和汽车制造商开展的众多项目，将成为充电基础设施发展的主要动力。

未来不仅是属于电动车的，而且未来已来！

未来的电动汽车充电站