電動汽車的蓬勃發展必然導致充電基礎設施對塑料需求的急劇增長。朗盛認為，這一領域為使用Durethan聚酰胺和Pocan聚酯提供了大量機會。朗盛對充插孔的新設計概念驗證了這些熱塑性復合材料所帶來的可能性。充電插孔安裝在純電汽車中，適配外部充電站的充電接口。朗盛高性能材料（HPM）業務部提出該設計的應用開發人員Gregor Jaschkewitz解釋說：“我們的方法是為了使用模塊化配置，將合適的材料運用到位，以滿足適用于各種具有最高精度的元器件的復雜要求。同時，高級功能整合的目的是使整個設備的裝配盡可能簡單，即實現免螺絲裝配和減少元器件數量，從而降低成本。”

傳遞項目的專業知識

該設計是與充電系統生產商協作討論的成果，結合了朗盛在眾多充電基礎設施開發項目中積累的經驗。Jaschkewitz表示：“這意味著該設計也滿足了眾多生產商表達的愿望，即在充電插孔密封方面能夠盡可能靈活。”例如，可以使用O型圈、密封繩或系列密封件，以及使用雙組分注塑過程中生產的唇封。

綜合熱管理

該充電插孔設計的主要元件有前后殼體，用于充電站連接器的插座和執行器。后者將連接器鎖定到位，防止其在充電過程中被意外或故意拔出。另一個基本元件是引腳支架。引腳支架將金屬連接器引腳固定到位，其中還有打印電路板（PCB），其具有直流或交流充電電纜。我們特別重視引腳支架的設計。電纜的布局能夠確保充在電過程中產生的熱量不但通過電纜釋放，還通過其他未使用的電纜釋放。Jaschkewitz表示：“這意味著引腳支架支持熱管理，更易于實現大電流快速充電。”

在將電纜和觸針置于支架內，夾固好PCB后，所有充電插孔元器件都通過滑動配合裝配在一起。由于電纜以最小應變緊固到位，所以不會在殼體中分離。Jaschkewitz表示：“不使用螺絲裝配元器件的能力簡化了裝配流程和相關物流，從而削減了生產成本。”

該概念形成了充電插孔的模塊化設計。在將電纜和觸針置于支架內，夾固好PCB后，所有充電插孔元器件都通過滑動配合裝配在一起。照片：朗盛化學

滿足較高材料要求

充電插孔塑料需要符合IEC 62196-1標準，并具有較高絕緣電阻以及較高的介電強度和起痕指數。還必須具有良好的阻燃性能。與帶電元器件直接接觸的零件必須按照IEC 60695-2-11在850°C的灼熱絲溫度下，通過最終產品灼熱絲測試（GWEPT）。在80°C下測試（或實驗）七天后，塑料件不得出現任何表面變化，如老化導致的裂紋等。還需要具有優異的機械性能（如良好的韌性），以確保充電插孔不受碰撞或破壞的影響。HPM應用開發人員Sarah Luers表示：“我們的材料解決方案包括非常適用于這一系列要求的改性塑料。在某些情況中，我們還會提供專門用于電動汽車的版本。例如，用于殼體的高耐候性和抗紫外線產品，以及用于要求在尺寸上特別穩定的元器件的低收縮率和翹曲率材料。”機械性能良好的聚酰胺6導熱改性塑料主要用于引腳支架，以承載較大的熱量。這也包括通過美國安全檢測實驗室公司檢測機構規定的UL 94可燃性試驗的產品類型，等級為V-0。

支持元器件設計

朗盛通過其服務品牌HiAnt為充電系統生產商提供各種各樣的服務。例如，朗盛能夠代表其合作伙伴計算并模擬元器件幾何結構和材料如何影響元器件中熱量的生成。其他服務有按照標準進行重要的可燃性檢測，以及進行落球試驗等機械檢測。

充電插頭設計仍在研發中

朗盛目前考慮將新設計應用于充電基礎設施的其他組件——例如充電插頭中。由于要求相似，所以在車輛充電插孔工作中累積的設計和材料專業知識在很大程度上能夠應用于充電插頭。
 

充電插孔總圖其設計目的是實現對車動力電池的直流和交流充電。照片：朗盛化學