一種新能源汽車充電裝置用電纜

李靜霞 趙澤偉

（安徽華星電纜集團有限公司，安徽 巢湖 238300）

?

生 態 與 環 境 工 程

一種新能源汽車充電裝置用電纜

李靜霞 趙澤偉

（安徽華星電纜集團有限公司，安徽 巢湖 238300）

摘 要：根據市場調研以及客戶對汽車用充電裝置用電纜的使用、性能要求，對其主要技術性能、材料選用、產品結構及生產工藝進行了分析，制造出一種新能源汽車充電裝置用電纜，該產品符合或超過國內外相關標準的規定。

關鍵詞：汽車充電裝置用電纜；結構；工藝；材料

0. 引言

時代在發展，人們的生活水平在提高，人們的出行的交通工具也越來越多。目前，人們的出行使用的最普遍的交通工具就是汽車。隨著汽車的普遍應用，對環境的造成的傷害也越來越多，以至于對使用的工具要求也越來越高，傳統燃油汽車在使用的過程中，會排出大量的尾氣，造成環境污染，也會加劇不可再生資源石油的匱乏。所以新能源類的汽車的應用是使用時代發展及市場需求的產品，相應的汽車需要的零部件水平也要隨著提高。在新能源汽車發展方面，我國研發水平、自主創新能力都與世界相差甚多，導致我國新能源汽車行業發展受到影響。因此作為新能源汽車用電纜，作為汽車整車系統的一個重要部分，其研發工作至關重要。為適應社會發展需求，給新能源汽車提供專用配套電線電纜產品，我公司加大研發投入，組織專門技術人員積極研發新能源汽車專用電線電纜產品。

新能源汽車電纜屬于特種電纜，技術水平要求相對較高，因此提升了行業市場準入門檻，如果企業的技術水平相對落后，想進入則很難，因此企業必須開展新能源汽車用電纜產品的研發，走在行業技術的前列。

1. 主要技術性能

通過對市場的調研分析并根據客戶提出的相關技術要求，研發的新能源汽車充電裝置用電纜具有以下技術性能：

（1）阻燃、高效環保性能材質的絕緣和外護套。

（2）優良的防水、耐酸堿、耐油性能：電纜的絕緣與護套采用TPV與TPU，其材料具有良好的耐酸堿性能、對極性油具有出色的抗侵蝕能力、對酸堿類清潔劑均有很強抵抗力，使電纜可以在酸堿環境下長時間使用后仍能保持原有特性。

（3）環保無害的低煙無鹵性能。

2. 電纜的結構與材料的選用

2.1 產品結構如圖1所示HD-TPPU-125

2.2 電纜的材料選用

（1）導體

電纜用銅芯軟導體，導體應符合GB/ T3956－2008標準第6種導體的規定。

（2）絕緣

絕緣采用優質熱塑性特種復合硫化橡膠TPV材料。此材料有優良的電性能、彈性和耐壓縮變形性，可以使電纜柔軟、耐油水、耐高低溫、環保。

（3）屏蔽

電纜絕緣線芯的屏蔽，應由分屏蔽和總屏蔽以及鋁塑復合帶組成。

（4）成纜

將動力、控制、數據信號和安全保護線成纜絞合。

（5）外護套

外護套選用環保型無鹵低煙阻燃輻照交聯護套料擠包，護套擠包層應光滑、圓整無焦燒、擦傷、氣泡等質量缺陷。

2.3 新能源汽車充電裝置用電纜的生產工藝流程圖（圖2）

備注：（1）圖中“★”表示為關鍵過程。

3. 電纜設計中存在的問題及解決方案

（1）存在問題

（a）動力、控制、數據信號和安全保護線分設結構；

（b）電纜的低頻傳導、高頻傳導和輻射干擾功能差；

（c）絕緣性能差；

（d）電纜的環保性能、耐高低溫、耐油性能差。

（2）解決技術問題采用如下技術方案是：

（a）新結構

電纜結構上采用動力電纜、控制電纜、數據信號電纜和安全保護線于一體。解決了原來單一線芯的問題，

（b）纜芯成纜后采用銅絲或鍍錫銅絲編織屏蔽。單絲直徑為0.15mm，編織密度不小于80%。然后在外面繞包鋁塑復合帶屏蔽，鋁塑復合帶搭蓋率不小于15%。在試制過程中，我們進行了跟蹤，確保了編織層緊密，鋁塑復合帶搭蓋率。有效地避免了低頻傳導、高頻傳導和輻射干擾。

（c）電纜在性能方面的改進

電纜的導體采用銅芯軟導體，使電纜具有良好的柔軟性。

本產品絕緣采用熱塑性特種復合硫化橡膠TPV材料，護套材料采用125℃低煙無鹵阻燃熱塑性聚氨酯彈性體TPU材料，其電纜阻燃性能可達到GB/T 18380.35規定的成束A類燃燒試驗，保證了電纜在可燃性氣體存在下使用的安全性。電纜的屏蔽層采用銅絲編織屏蔽形式，保證了電纜在高溫和有化學腐蝕性環境中使用的安全性。電纜的輔助材料填充層和包帶層均采用低煙無鹵阻燃材料，保證了電纜的阻燃性能和環保性能。

（3）護套生產工藝的研究

生產時材料對擠塑機的機身的溫度非常敏感，偏高或偏低的溫度都會使擠出的護套表面質量差或者是塑化不良等，影響電纜的外觀形象及物理機械性能。在生產過程中由于該材料分子中含有醚鍵，易于吸潮，含水量極高，在擠出時容易產生大量氣泡，無法使用。因此我們在擠出前對材料進行了適當的預烘干處理，并且通過優化擠塑機溫度分布，合理設定機身溫度，最終確定其實際生產中的設備參數，提高了擠出質量，使電纜護套表面光滑、圓整、充分塑化，達到了預期的物理特性。

（4）此電纜的突出創新點

（a）新結構：電纜結構上采用動力電纜、控制電纜、數據信號電纜和安全保護線于一體。

通過對機車電纜的動力、控制、數據信號和安全保護線的結構用途的研究，首次提出了動力、控制、數據信號和安全保護線于一體的設計結構，解決了原來單一線芯的問題，得出了實用新型專利（見附件1-2）。

（b）新工藝。在工藝上屏蔽結構解決了電磁干擾。

通過編織銅絲屏蔽層的攻關，首次提出了動力、控制、數據信號和安全保護線的編制銅絲屏蔽工藝技術，解決了動力、控制、數據信號和安全保護線的信號干擾問題，得出了實用新型專利。

（c）新材料應用

通過對機車用電纜的絕緣性能、環保性能、耐溫耐油性能研究，首次采用復合高分子材料，解決電纜的體積電阻率差，介電強度低、環保性能差和耐溫耐油性能的問題，使其體積電阻率達到1016Ω·cm，介電強度達到28MV/m.，得出了實用新型專利。

通過氯丁橡膠釋放氯化氫有毒氣體研究，首次提出了環保（低煙無鹵、低毒）符合ROHS標準、耐溫為-60℃～+150℃、耐油保留率為70%的技術，解決了氯丁橡膠釋放氯化氫有毒氣體的毒性、有煙、有鹵。耐溫-45℃～+100℃，耐油40%的問題，得出了實用新型專利。

結語

該產品綜合了國內科研方面的最新成果，針對新能源汽車充電裝置用電纜，主要用于交流單相、工頻、額定電壓1kV環保型機車用；該產品具有良好的阻燃性、耐高低溫性、耐酸堿性及柔軟、環保等性能，其綜合環保功能全面而強大，產品結構緊湊、易于敷設，實用性強等優點。在國內居領先水平，填補國內該項目的空缺。

參考文獻

［1］王春江.電線電纜手冊（第一冊）［M］.北京：機械工業出版社，2011.

［2］ GB/T3956-2008，電纜的導體［S］.

中圖分類號：U469

文獻標識碼：A