CN105355276A - 一种电动汽车传导充电系统用电缆及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电动汽车传导充电系统用电缆及其制备工艺，所述充电系统用电缆内设有7根绝缘线芯绞合成一束的绞合线芯，所述7根绝缘线芯分别为两根主线芯、一根接地线芯、两根备用线芯、一根信号线以及一根控制线，各所述绝缘线芯均包括一导体以及包裹在导体外的绝缘层，所述信号线与控制线还包括一分相屏蔽层，所述分相屏蔽层绕包于绝缘层外；所述绞合线芯外层依次挤包有内护套层、总屏蔽层以及外护套层。本发明产品具有极高的机械抗拉强度、耐磨性、耐腐蚀性、抗干扰性、柔软性、往复弯曲性、低转移阻抗性、耐车辆碾压等特点，外观圆整度高，生产成本低。

Description

一种电动汽车传导充电系统用电缆及其制备工艺
【技术领域】
本发明涉及一种电动汽车传导充电系统用电缆及其制备工艺。
【背景技术】
目前随着油价上涨和日益严峻的节能减排压力，新能源汽车成为世界汽车工业发展的趋势，而电动汽车成为世界各主要汽车制造强国政府确定的战略产业方向。我国也将新能源汽车列为国家战略性新兴产业，并出台了一系列政府购电动汽车和插入式混合动力汽车的购车补贴等激励措施。电动汽车在我国的快速发展，为相关配套产业迎来了新的发展机遇。作为电动汽车不可或缺的重要组成部分，电动汽车传导充电系统用电缆具有广阔的市场前景。但由于国内电缆制造企业对电动汽车传导充电系统用电缆接触较少，研发条件不完善，造成市场上的传导充电系统用电缆质量参差不齐。传导充电系统用电缆的结构和性能要求有别于普通电缆，严苛的使用环境对传导充电系统用电缆也有着很高的性能要求，而电缆的品质受结构设计和加工工艺的影响较大。鉴于如上情况，本专利提供一种新型的电缆结构设计，能大大改善充电系统用电缆的机械性能与电性能,以及获得极强抗拉强度、较低转移阻抗的工艺解决方法。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种电动汽车传导充电系统用电缆，具有极高的机械抗拉强度、耐磨性、耐腐蚀性、抗干扰性、柔软性、往复弯曲性、低转移阻抗性、耐车辆碾压等特点，外观圆整度高，生产成本低。
本发明是这样实现上述技术问题之一的：
一种电动汽车传导充电系统用电缆，所述充电系统用电缆内设有7根绝缘线芯绞合成一束的绞合线芯，所述7根绝缘线芯分别为两根主线芯、一根接地线芯、两根备用线芯、一根信号线以及一根控制线，各所述绝缘线芯均包括一导体以及包裹在导体外的绝缘层，所述信号线与控制线还包括一分相屏蔽层，所述分相屏蔽层绕包于绝缘层外；所述绞合线芯外层依次挤包有内护套层、总屏蔽层以及外护套层。
进一步地，所述绝缘层为TPE绝缘层，所述内护套层为TPE内护套层，所述外护套层为TPE或TPU外护套层。
进一步地，所述导体由多股铜丝束左向绞合而成，各所述铜丝束由多根细软圆铜丝右向束制成的，束制的节距倍数为20～22倍，绞合的节距倍数为15～17倍。
进一步地，所述分相屏蔽层与绝缘层之间绕包有聚酯带层，所述分相屏蔽层外层还挤包有内衬层。
进一步地，所述分相屏蔽层与总屏蔽层的编织角度为40～45°，编织密度≥80％。
进一步地，所述7根绝缘线芯按6根围绕中间1根右向排列。
本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种电动汽车传导充电系统用电缆的制备工艺，其生产的产品具有极高的机械抗拉强度、耐磨性、耐腐蚀性、抗干扰性、柔软性、往复弯曲性、低转移阻抗性、耐车辆碾压等特点，外观圆整度高，生产成本低。
本发明是这样实现上述技术问题之二的：
一种电动汽车传导充电系统用电缆的制备工艺，所述制备工艺步骤如下：
步骤一、通过小拉机拉制出单丝，经过束丝机束制成股线即铜丝束，再经绞线机绞合成导电线芯即导体，束制的节距倍数为20～22倍，绞合的节距倍数为15～17倍；
步骤二、采用压缩比为2.0～3.0，长径比为25～30，等距不等深的渐变型螺杆进行绝缘材料的加工，然后挤包于预热后导体上利用模具挤压成型，并在分段冷却的水槽中冷却固化，完成绝缘挤包，即在导体上挤包一绝缘层形成绝缘线芯；共制备7根绝缘线芯，分别为两根主线芯、一根接地线芯、两根备用线芯、一根信号线以及一根控制线；
步骤三、挤包绝缘层后的信号线和控制线均重叠绕包双层高强度聚酯带，然后再采用细软圆铜丝编织形成细软铜丝编织层，即为分相屏蔽层，再在分相屏蔽层外挤包一层与绝缘层材质相同的内衬层；所述内衬层采用的螺杆与冷却方式与步骤二相同；
步骤四、将7根绝缘线芯以1+6结构方式排列，即6根围绕中间1根排列，并进行无填充式绞合；
步骤五、采用与步骤二相同的采用的螺杆与冷却方式对绞合后的绝缘线芯挤压填充一内护套层和外护套层，且内护套层和外护套成之间还设置一由细软圆铜丝编织形成的总屏蔽层，最后即得传导充电系统用电缆。
进一步地，所述绝缘层、内衬层、以及内护套层的材质均为TPE材质，所述外护套层的材质为TPE或TPU材质。
进一步地，所述步骤二中导体的预热温度为40～45℃。
进一步地，所述分相屏蔽层与总屏蔽层的编织角度40～45°，编织密度≥80％。
本发明具有如下优点：
本发明束制单丝绞合成导体的绞合节距倍数为15～17倍，绞合后导电线芯具有柔软性好、结构稳定等特点；所述绝缘层、内衬层、内护套层以及外护套层的材质均为TPE材质，能够赋予本发明的充电桩电缆具有极高的机械抗拉强度、耐磨性、耐腐蚀性等特点；
本法明的制备工艺步骤二中，还采用导体预热后再进行绝缘层的挤包，并且采用采用压缩比为2.0～3.0，长径比为25～30，等距不等深的渐变型螺杆进行绝缘材料的加工，使得挤包后线芯紧密、外观圆整，改善绝缘冷却后收缩性能；
本发明通过控制分相屏蔽层和总屏蔽层的软铜丝编织层的编织角度40～45°，编织密度82～84％，大幅度降低编织型屏蔽电缆的转移阻抗。
分相屏蔽层外层还挤包一TPE内衬层，既能保证塑形后材质的极高的机械抗拉强度等优越性，亦能防止软铜丝编织层与外围绝缘材质的粘连。
本发明采用绝缘线芯以1+6结构方式排列，即6根围绕中间1根排列，并进行无填充式绞合，一方面可以提高绞合线芯的滑移量，增强绝缘线芯的柔软度；另一方面，可以降低成缆外径，达到节材降耗。
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1为本发明充电桩电缆横截面结构示意图。
图2为本发明信号线横截面结构示意图。
【具体实施方式】
请参阅图1和图2所示，对本发明的实施例进行详细的说明。
如图1所示，本发明涉及一种电动汽车充电桩电缆，所述充电桩电缆内设有由7根绝缘线芯1绞合成一束的绞合线芯，所述7根绝缘线芯1分别为两根主线芯、一根接地线芯、两根备用线芯、一根信号线以及一根控制线，各所述绝缘线芯1均包括一导体11以及包裹在导体外的绝缘层12，所述信号线1’与控制线1”还包括一分相屏蔽层13，所述分相屏蔽层13绕包于绝缘层12外；所述绞合线芯外层依次挤包有内护套层2、总屏蔽层3以及外护套层4。
所述绝缘层12为TPE绝缘层，所述内护套层2为TPE内护套层，所述外护套层4为TPE或TPU外护套层。
所述导体11由多股铜丝束左向绞合而成，各所述铜丝束由多根细软圆铜丝右向束制成的，束制的节距倍数为20～22倍，绞合的节距倍数为15～17倍。所述多股铜丝束可根据其股数按1+6,1+6+12,1+6+18的方式进行左向绞合。
重点参阅图2，所述分相屏蔽层13与绝缘层12之间绕包有聚酯带层10，所述分相屏蔽层13外层还挤包有内衬层20。
所述分相屏蔽层13和总屏蔽层的编织角度40～45°，编织密度≥80％。
所述7根绝缘线芯1按6根围绕中间一根排列。
本发明还涉及上述一种电动汽车充电桩电缆的制备工艺，所述制备工艺步骤如下：
步骤一、通过小拉机拉制出单丝即细软圆铜丝，经过束丝机右向束制成股线即铜丝束，再经绞线机左向绞合成导电线芯即导体11；所述束制的节距倍数为20～22倍，绞合的节距倍数为15～17倍。
步骤二、采用压缩比为2.0～3.0，长径比为25～30，等距不等深的渐变型螺杆进行绝缘材料的加工，然后挤包于预热后的导体上利用模具挤压成型，并在分段冷却的水槽中冷却固化，完成绝缘挤包，即在导体上挤包一绝缘层12形成绝缘线芯1；共制备7根绝缘线芯1，分别为两根主线芯、一根接地线芯、两根备用线芯、一根信号线1’以及一根控制线1”；
步骤三、挤包绝缘层后的信号线1’和控制线1”均重叠绕包双层高强度聚酯带形成聚酯带层10，然后再采用退火的细软圆铜丝编织形成金属编织屏蔽层即分相屏蔽层13，再在分相屏蔽层13外挤包一层与绝缘层材质相同的内衬层20；所述内衬层20采用的螺杆与冷却方式与步骤二相同；
步骤四、将7根绝缘线芯1以1+6结构方式排列，即6根围绕中间一根排列，并进行无填充式绞合成缆；
步骤五、采用与步骤二相同的螺杆与冷却方式对成缆后的绝缘线芯1挤压填充一内护套层2和外护套层4，且内护套层2和外护套4成之间还设置一总屏蔽层3，所述总屏蔽层3由细软圆铜丝编织而成，最后即得充电桩电缆。
所述步骤二中导体的预热温度为40～45℃。
本发明可对绝缘线芯1颜色进行区分，例如主线芯分别为棕、蓝、接地线芯：黄绿双色；备用线芯：黑色；信号线及控制线分别为红、白，便于与连接器触头的一致性及进行接线。
本发明多根细软圆铜丝束绞成导体11的束制的节距倍数为20～22倍，绞合的节距倍数为15～17倍，绞合后导电线芯具有柔软性好、结构稳定等特点；所述绝缘层、内衬层、以及内护套层的材质均为TPE材质，所述外护套层的材质为TPE或TPU材质，能够赋予本发明的充电桩电缆具有极高的机械抗拉强度、耐磨性、耐腐蚀性等特点；
本发明的制备工艺步骤二中，还采用导体11预热后再进行绝缘层的挤包，并且采用压缩比为2.0～3.0，长径比为25～30，等距不等深的渐变型螺杆进行绝缘材料的加工，使得挤包后线芯紧密、外观圆整，改善绝缘冷却收缩；
本发明通过控制分相屏蔽层13和总屏蔽层3的细软圆铜丝编织的编织角度编织角度40～45°，编织密度≥80％，大幅度降低编织型金属屏蔽电缆的转移阻抗。屏蔽电缆的屏蔽性能对整个系统的电磁兼容性的影响很大，而作为一个很重要的特性参数，表面转移阻抗可以相对客观的反映电缆的屏蔽特性，屏蔽电缆通常用转移阻抗来表征屏蔽层的屏蔽效果，转移阻抗越小，屏蔽效果越好。为了降低屏蔽电缆的转移阻抗，以获得较好的屏蔽性能。发明人在电缆设计时，在编织工序通过编织角度的调整、节距的选择，并对编织线直径及导线数的合理选取，最终保证了本发明充电系统用电缆的信号和控制线芯屏蔽层表面转移阻抗不大于250mΩ/m。
分相屏蔽层13外层还挤包一TPE内衬层，既能保证塑形后材质的极高的机械抗拉强度等优越性，亦能防止分相屏蔽层13与外围绝缘材质的粘连。
本发明采用绝缘线芯以1+6结构方式排列，即6根围绕中间一根排列，将主线芯、备用线芯、信号及控制线排列顺序设计成同标准GB/T20234.2-2011中电动汽车传导充电用连接装置的交流充电接口的7对触头相一致的布置方式，并进行无填充式绞合，特有排列结构及顺序的设计进一步提高与连接器的一致性，同时，无填充式的绞合，一方面可以提高绞合线芯的滑移量，增强绝缘线芯的柔软度；另一方面，可以降低成缆外径，达到节材降耗。对绝缘线芯采用颜色区分，主线芯分别为棕、蓝色，接地线芯为黄绿双色，备用线芯为黑色，信号线及控制线分别为红、白色，该色序排列与连接器触头的色序保持一致，提供方便整齐的接线工艺。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种电动汽车传导充电系统用电缆，其特征在于：所述充电系统用电缆内设有7根绝缘线芯绞合成一束的绞合线芯，所述7根绝缘线芯分别为两根主线芯、一根接地线芯、两根备用线芯、一根信号线以及一根控制线，各所述绝缘线芯均包括一导体以及包裹在导体外的绝缘层，所述信号线与控制线还包括一分相屏蔽层，所述分相屏蔽层绕包于绝缘层外；所述绞合线芯外层依次挤包有内护套层、总屏蔽层以及外护套层。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车传导充电系统用电缆，其特征在于：所述绝缘层为TPE绝缘层，所述内护套层为TPE内护套层，所述外护套层为TPE或TPU外护套层。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车传导充电系统用电缆，其特征在于：所述导体由多股铜丝束左向绞合而成，各所述铜丝束由多根细软圆铜丝右向束制成的，束制的节距倍数为20～22倍，绞合的节距倍数为15～17倍。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车传导充电系统用电缆，其特征在于：所述分相屏蔽层与绝缘层之间绕包有聚酯带层，所述分相屏蔽层外层还挤包有内衬层。
5.根据权利要求4所述的一种电动汽车传导充电系统用电缆，其特征在于：所述分相屏蔽层与总屏蔽层的编织角度为40～45°，编织密度≥80％。
6.根据权利要求1所述的一种电动汽车传导充电系统用电缆，其特征在于：所述7根绝缘线芯按6根围绕中间1根右向排列。
7.一种电动汽车传导充电系统用电缆的制备工艺，其特征在于：所述制备工艺步骤如下：
步骤一、通过小拉机拉制出单丝，经过束丝机束制成股线即铜丝束，再经绞线机绞合成导电线芯即导体，束制的节距倍数为20～22倍，绞合的节距倍数为15～17倍；
步骤二、采用压缩比为2.0～3.0，长径比为25～30，等距不等深的渐变型螺杆进行绝缘材料的加工，然后挤包于预热后导体上利用模具挤压成型，并在分段冷却的水槽中冷却固化，完成绝缘挤包，即在导体上挤包一绝缘层形成绝缘线芯；共制备7根绝缘线芯，分别为两根主线芯、一根接地线芯、两根备用线芯、一根信号线以及一根控制线；
步骤三、挤包绝缘层后的信号线和控制线均重叠绕包双层高强度聚酯带，然后再采用细软圆铜丝编织形成细软铜丝编织层，即为分相屏蔽层，再在分相屏蔽层外挤包一层与绝缘层材质相同的内衬层；所述内衬层采用的螺杆与冷却方式与步骤二相同；
步骤四、将7根绝缘线芯以1+6结构方式排列，即6根围绕中间1根排列，并进行无填充式绞合；
步骤五、采用与步骤二相同的采用的螺杆与冷却方式对绞合后的绝缘线芯挤压填充一内护套层和外护套层，且内护套层和外护套成之间还设置一由细软圆铜丝编织形成的总屏蔽层，最后即得传导充电系统用电缆。
8.根据权利要求7所述的一种电动汽车传导充电系统用电缆的制备工艺，其特征在于：所述绝缘层、内衬层、以及内护套层的材质均为TPE材质，所述外护套层的材质为TPE或TPU材质。
9.根据权利要求7所述的一种电动汽车传导充电系统用电缆的制备工艺，其特征在于：所述步骤二中导体的预热温度为40～45℃。
10.根据权利要求7所述的一种电动汽车传导充电系统用电缆的制备工艺，其特征在于：所述分相屏蔽层与总屏蔽层的编织角度40～45°，编织密度≥80％。
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