李靜霞 趙澤偉

（安徽華星電纜集團(tuán)有限公司，安徽 巢湖 238300）

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生 態(tài) 與 環(huán) 境 工 程

一種新能源汽車(chē)充電裝置用電纜

李靜霞 趙澤偉

（安徽華星電纜集團(tuán)有限公司，安徽 巢湖 238300）

摘 要：根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研以及客戶(hù)對(duì)汽車(chē)用充電裝置用電纜的使用、性能要求，對(duì)其主要技術(shù)性能、材料選用、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝進(jìn)行了分析，制造出一種新能源汽車(chē)充電裝置用電纜，該產(chǎn)品符合或超過(guò)國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)充電裝置用電纜；結(jié)構(gòu)；工藝；材料

0. 引言

時(shí)代在發(fā)展，人們的生活水平在提高，人們的出行的交通工具也越來(lái)越多。目前，人們的出行使用的最普遍的交通工具就是汽車(chē)。隨著汽車(chē)的普遍應(yīng)用，對(duì)環(huán)境的造成的傷害也越來(lái)越多，以至于對(duì)使用的工具要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)燃油汽車(chē)在使用的過(guò)程中，會(huì)排出大量的尾氣，造成環(huán)境污染，也會(huì)加劇不可再生資源石油的匱乏。所以新能源類(lèi)的汽車(chē)的應(yīng)用是使用時(shí)代發(fā)展及市場(chǎng)需求的產(chǎn)品，相應(yīng)的汽車(chē)需要的零部件水平也要隨著提高。在新能源汽車(chē)發(fā)展方面，我國(guó)研發(fā)水平、自主創(chuàng)新能力都與世界相差甚多，導(dǎo)致我國(guó)新能源汽車(chē)行業(yè)發(fā)展受到影響。因此作為新能源汽車(chē)用電纜，作為汽車(chē)整車(chē)系統(tǒng)的一個(gè)重要部分，其研發(fā)工作至關(guān)重要。為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求，給新能源汽車(chē)提供專(zhuān)用配套電線(xiàn)電纜產(chǎn)品，我公司加大研發(fā)投入，組織專(zhuān)門(mén)技術(shù)人員積極研發(fā)新能源汽車(chē)專(zhuān)用電線(xiàn)電纜產(chǎn)品。

新能源汽車(chē)電纜屬于特種電纜，技術(shù)水平要求相對(duì)較高，因此提升了行業(yè)市場(chǎng)準(zhǔn)入門(mén)檻，如果企業(yè)的技術(shù)水平相對(duì)落后，想進(jìn)入則很難，因此企業(yè)必須開(kāi)展新能源汽車(chē)用電纜產(chǎn)品的研發(fā)，走在行業(yè)技術(shù)的前列。

1. 主要技術(shù)性能

通過(guò)對(duì)市場(chǎng)的調(diào)研分析并根據(jù)客戶(hù)提出的相關(guān)技術(shù)要求，研發(fā)的新能源汽車(chē)充電裝置用電纜具有以下技術(shù)性能：

（1）阻燃、高效環(huán)保性能材質(zhì)的絕緣和外護(hù)套。

（2）優(yōu)良的防水、耐酸堿、耐油性能：電纜的絕緣與護(hù)套采用TPV與TPU，其材料具有良好的耐酸堿性能、對(duì)極性油具有出色的抗侵蝕能力、對(duì)酸堿類(lèi)清潔劑均有很強(qiáng)抵抗力，使電纜可以在酸堿環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間使用后仍能保持原有特性。

（3）環(huán)保無(wú)害的低煙無(wú)鹵性能。

2. 電纜的結(jié)構(gòu)與材料的選用

2.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如圖1所示HD-TPPU-125

2.2 電纜的材料選用

（1）導(dǎo)體

電纜用銅芯軟導(dǎo)體，導(dǎo)體應(yīng)符合GB/ T3956－2008標(biāo)準(zhǔn)第6種導(dǎo)體的規(guī)定。

（2）絕緣

絕緣采用優(yōu)質(zhì)熱塑性特種復(fù)合硫化橡膠TPV材料。此材料有優(yōu)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(huán)保。

（3）屏蔽

電纜絕緣線(xiàn)芯的屏蔽，應(yīng)由分屏蔽和總屏蔽以及鋁塑復(fù)合帶組成。

（4）成纜

將動(dòng)力、控制、數(shù)據(jù)信號(hào)和安全保護(hù)線(xiàn)成纜絞合。

（5）外護(hù)套

外護(hù)套選用環(huán)保型無(wú)鹵低煙阻燃輻照交聯(lián)護(hù)套料擠包，護(hù)套擠包層應(yīng)光滑、圓整無(wú)焦燒、擦傷、氣泡等質(zhì)量缺陷。

2.3 新能源汽車(chē)充電裝置用電纜的生產(chǎn)工藝流程圖（圖2）

備注：（1）圖中“★”表示為關(guān)鍵過(guò)程。

3. 電纜設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題及解決方案

（1）存在問(wèn)題

（a）動(dòng)力、控制、數(shù)據(jù)信號(hào)和安全保護(hù)線(xiàn)分設(shè)結(jié)構(gòu)；

（b）電纜的低頻傳導(dǎo)、高頻傳導(dǎo)和輻射干擾功能差；

（c）絕緣性能差；

（d）電纜的環(huán)保性能、耐高低溫、耐油性能差。

（2）解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案是：

（a）新結(jié)構(gòu)

電纜結(jié)構(gòu)上采用動(dòng)力電纜、控制電纜、數(shù)據(jù)信號(hào)電纜和安全保護(hù)線(xiàn)于一體。解決了原來(lái)單一線(xiàn)芯的問(wèn)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(fù)合帶屏蔽，鋁塑復(fù)合帶搭蓋率不小于15%。在試制過(guò)程中，我們進(jìn)行了跟蹤，確保了編織層緊密，鋁塑復(fù)合帶搭蓋率。有效地避免了低頻傳導(dǎo)、高頻傳導(dǎo)和輻射干擾。

（c）電纜在性能方面的改進(jìn)

電纜的導(dǎo)體采用銅芯軟導(dǎo)體，使電纜具有良好的柔軟性。

本產(chǎn)品絕緣采用熱塑性特種復(fù)合硫化橡膠TPV材料，護(hù)套材料采用125℃低煙無(wú)鹵阻燃熱塑性聚氨酯彈性體TPU材料，其電纜阻燃性能可達(dá)到GB/T 18380.35規(guī)定的成束A類(lèi)燃燒試驗(yàn)，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(xué)腐蝕性環(huán)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(wú)鹵阻燃材料，保證了電纜的阻燃性能和環(huán)保性能。

（3）護(hù)套生產(chǎn)工藝的研究

生產(chǎn)時(shí)材料對(duì)擠塑機(jī)的機(jī)身的溫度非常敏感，偏高或偏低的溫度都會(huì)使擠出的護(hù)套表面質(zhì)量差或者是塑化不良等，影響電纜的外觀形象及物理機(jī)械性能。在生產(chǎn)過(guò)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(shí)容易產(chǎn)生大量氣泡，無(wú)法使用。因此我們?cè)跀D出前對(duì)材料進(jìn)行了適當(dāng)?shù)念A(yù)烘干處理，并且通過(guò)優(yōu)化擠塑機(jī)溫度分布，合理設(shè)定機(jī)身溫度，最終確定其實(shí)際生產(chǎn)中的設(shè)備參數(shù)，提高了擠出質(zhì)量，使電纜護(hù)套表面光滑、圓整、充分塑化，達(dá)到了預(yù)期的物理特性。

（4）此電纜的突出創(chuàng)新點(diǎn)

（a）新結(jié)構(gòu)：電纜結(jié)構(gòu)上采用動(dòng)力電纜、控制電纜、數(shù)據(jù)信號(hào)電纜和安全保護(hù)線(xiàn)于一體。

通過(guò)對(duì)機(jī)車(chē)電纜的動(dòng)力、控制、數(shù)據(jù)信號(hào)和安全保護(hù)線(xiàn)的結(jié)構(gòu)用途的研究，首次提出了動(dòng)力、控制、數(shù)據(jù)信號(hào)和安全保護(hù)線(xiàn)于一體的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，解決了原來(lái)單一線(xiàn)芯的問(wèn)題，得出了實(shí)用新型專(zhuān)利（見(jiàn)附件1-2）。

（b）新工藝。在工藝上屏蔽結(jié)構(gòu)解決了電磁干擾。

通過(guò)編織銅絲屏蔽層的攻關(guān)，首次提出了動(dòng)力、控制、數(shù)據(jù)信號(hào)和安全保護(hù)線(xiàn)的編制銅絲屏蔽工藝技術(shù)，解決了動(dòng)力、控制、數(shù)據(jù)信號(hào)和安全保護(hù)線(xiàn)的信號(hào)干擾問(wèn)題，得出了實(shí)用新型專(zhuān)利。

（c）新材料應(yīng)用

通過(guò)對(duì)機(jī)車(chē)用電纜的絕緣性能、環(huán)保性能、耐溫耐油性能研究，首次采用復(fù)合高分子材料，解決電纜的體積電阻率差，介電強(qiáng)度低、環(huán)保性能差和耐溫耐油性能的問(wèn)題，使其體積電阻率達(dá)到1016Ω·cm，介電強(qiáng)度達(dá)到28MV/m.，得出了實(shí)用新型專(zhuān)利。

通過(guò)氯丁橡膠釋放氯化氫有毒氣體研究，首次提出了環(huán)保（低煙無(wú)鹵、低毒）符合ROHS標(biāo)準(zhǔn)、耐溫為-60℃～+150℃、耐油保留率為70%的技術(shù)，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(wèn)題，得出了實(shí)用新型專(zhuān)利。

結(jié)語(yǔ)

該產(chǎn)品綜合了國(guó)內(nèi)科研方面的最新成果，針對(duì)新能源汽車(chē)充電裝置用電纜，主要用于交流單相、工頻、額定電壓1kV環(huán)保型機(jī)車(chē)用；該產(chǎn)品具有良好的阻燃性、耐高低溫性、耐酸堿性及柔軟、環(huán)保等性能，其綜合環(huán)保功能全面而強(qiáng)大，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊、易于敷設(shè)，實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。在國(guó)內(nèi)居領(lǐng)先水平，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)該項(xiàng)目的空缺。

參考文獻(xiàn)

［1］王春江.電線(xiàn)電纜手冊(cè)（第一冊(cè)）［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

［2］ GB/T3956-2008，電纜的導(dǎo)體［S］.

中圖分類(lèi)號(hào)：U469

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A