Leading the charge: combating electrical tracking in high-voltage automotive connectors
Ao unir os benefícios do PBT e das poliamidas numa única formulação, o nosso novo material desbloqueia vantagens de design sem precedentes através de uma combinação exclusiva de propriedades. Desenvolvido em estreita colaboração com clientes, responde diretamente às exigências de um futuro de alta voltagem, para aplicações automóveis críticas em segurança e além.
Na corrida para reduzir os tempos de carregamento de veículos elétricos, a indústria automóvel está a transitar de forma constante para arquiteturas de carregamento de 800V+. Os veículos de produção da Porsche, Hyundai e Kia já operam em sistemas de 800V, e a nova série Neue Klasse da BMW também irá introduzir a tecnologia de 800V na produção em grande escala. Entretanto, na China, empresas como a BYD estão a avançar com capacidades de carregamento ao nível de megawatts.
Os compromissos de materiais do carregamento a 800V
Este progresso traduz-se numa conveniência significativamente melhorada para os clientes, permitindo em alguns casos carregamento ultrarrápido em menos de 15 minutos. Contudo, estes avanços trazem também novos desafios de materiais. Nomeadamente, tensões de sistema mais elevadas aumentam o risco de tracking elétrico superficial e migração de iões metálicos, por exemplo, migração de prata em superfícies de contacto, nos materiais de conetores. Estes fenómenos podem, em última análise, causar falha de isolamento ou curto-circuito. Para prevenir este cenário, os materiais de conetores devem ser projetados para resistir ao tracking, de acordo com a norma IEC 60112, com um valor mínimo de CTI de 600V mesmo em espessuras de paredes muito finas. Para oferecer aos designers uma maior flexibilidade na resolução deste desafio emergente, criámos um novo material com uma combinação inédita de benefícios mecânicos e elétricos para a indústria.
“Quando os clientes percebem que já não precisam de comprometer entre desempenho elétrico e durabilidade mecânica em aplicações de conetores, a proposta de valor torna-se imediatamente evidente”, afirma Tamim Sidiki, Global Segment Innovation Manager for Automotive na Envalior.
Como desenvolvemos um novo grau de material para conetores HV
Pocan® BFN4232ZHR S1 é o novo composto de PBT livre de halogéneos e retardante de chama, desenvolvido pela nossa equipa de I&D. Foi concebido para ser o material de isolamento ideal para conetores de alta tensão (HV), superando muitas das limitações de alternativas existentes. Consegue-o através da combinação das propriedades inerentes do PBT com a resistência mecânica mais comummente associada ao PA6 e PA66, numa solução inovadora.
Propriedades de desempenho principais para Pocan® BFN4232ZHR S1
O novo material representa uma solução “melhor dos dois mundos” – oferecendo desempenho CTI elevado, elevada elongação na ruptura e forte resistência à hidrólise e ao creep. Com esta combinação de duas “famílias de materiais” num único composto, os engenheiros de produto já não têm de escolher entre desempenho elétrico e durabilidade mecânica.
Um isolador ideal para aplicações de corrente contínua de alta tensão
Teste para o sucesso: Uma abordagem orientada para o cliente
O desenvolvimento do Pocan® BFN4232ZHR S1 foi motivado diretamente por requisitos de clientes, refletindo uma lacuna clara no setor: os materiais existentes não conseguiam fornecer a combinação completa de propriedades necessárias para aplicações de tensão mais elevada. As tentativas anteriores de criar compostos de PBT com CTI alto exigiam frequentemente compromissos centrais: propriedades mecânicas insuficientes, baixa estabilidade da cor ou dependência de aditivos como PFAS ou retardadores de chama com libertação de isocianato. A necessidade de garantir todas as propriedades do material numa única classe, economicamente atrativa, tornou o desafio de engenharia mais complexo.
Para alcançar esses objetivos, as nossas equipas colaboraram com clientes durante todo o processo de ensaio e validação. Isto garantiu que a solução fosse moldada por requisitos reais de utilização, em vez de apenas benchmarks laboratoriais. Um fator chave neste processo é a nossa infraestrutura interna de ensaios CTI, com instalações dedicadas tanto na Europa como na Índia. Estes centros permitem aos engenheiros testar para além do limite definido pela norma IEC 60112 (600V), incluindo validação em diferentes variantes de cor para responder aos requisitos dos chicotes de cabos automotivos. Theo material recebeu agora certificação de terceiros para desempenho CTI 600 em ambas as cores, evidenciando a sua performance e prontidão para aplicação.
Desempenho superior em escala industrial, não apenas em laboratório
Para além do desempenho final, o material deve também funcionar de forma segura, fiável e eficiente dentro das restrições da produção automóvel de elevado volume. Pocan® BFN4232ZHR S1 foi desenvolvido com elevada estabilidade de processamento como prioridade. O material proporciona ainda excelente soldabilidade a laser e cumpre os testes de choque térmico de -40°C a 140°C, confirmando que suporta ciclos típicos do processo de montagem e da utilização. Finalmente, é marcável a laser, permitindo códigos data matrix e outras marcações de identificação em todas as cores.
Com o desenvolvimento concluído e as propriedades de desempenho validadas, Pocan® BFN4232ZHR S1 está a ganhar aceitação no mercado, com a adoção de clientes já em curso na Europa, China e Américas. Vários clientes completaram com sucesso os processos de validação do material, e a amplitude da participação na indústria demonstra a dimensão da necessidade não satisfeita que este material resolve.
“Quando os clientes percebem que já não têm de comprometer o desempenho elétrico com a durabilidade mecânica em aplicações de conectores, a proposta de valor torna-se imediatamente evidente,” explicou Sidiki.
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