CN105489286A - 一种用于电动汽车充电桩的电缆及其制作方法 - Google Patents

一种用于电动汽车充电桩的电缆及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于电动汽车充电桩的电缆，其特征在于：所述的电缆由外包层和内芯构成，内芯由充电线芯和信号线芯构成，充电线芯与信号线芯的数量之比为1：1；每个充电线芯均由充电导体、设在导体外的充电绝缘层和充电滑移层构成；每个信号线芯均由两组信号导体和屏蔽层构成；外包层由外包滑移层、隔离层、编织层和护套层依次包裹而成。本发明同时设有充电线芯和信号线芯，即可作为电动汽车充电设备与充电接口的连接充电作用，同时具有对充电饱和、安全预警等方面的控制信号传输功能，还具有高柔软性，最小弯曲半径可达？5xOD（电缆标称直径），易于安装使用。良好的抗拉耐弯折性，采用滑移层结构，增加了弯曲性能。

Description

一种用于电动汽车充电桩的电缆及其制作方法
技术领域
本发明涉及电缆的技术领域，具体地说是一种用于电动汽车充电桩的电缆及其制作方法。
背景技术
目前，随着汽车工业的发展和人民生活水平的提高，人民对车的需求与使用越来越多，汽车排放的尾气也急速增多。研究与开发新型环保节能汽车成为了当前重要课题，其中开发新能源电动汽车成为了首选。因此新型电动汽车充电电缆的开发已成为线缆行业急需解决的问题。充电桩电缆在使用过程中处于频繁拖拽移动的状态，频繁弯曲线芯导体容易折断，易受汽车碾压等破坏，因此充电桩用电缆对抗拉性、耐弯性以及耐压性等方面有较高要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的用于电动汽车充电桩的电缆及其制作方法，它可克服现有技术中对拉性、耐弯性较差的一些不足。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种用于电动汽车充电桩的电缆，其特征在于：所述的用于电动汽车充电桩的电缆由外包层和内芯构成，所述的内芯由充电线芯和信号线芯构成，充电线芯与信号线芯的数量之比为1：1；每个充电线芯均由充电导体、设在导体外的充电绝缘层和绕包在充电绝缘层外的充电滑移层构成；每个信号线芯均由两组信号导体和绕包在两组信号导体外的屏蔽层构成；所述的外包层由外包滑移层、隔离层、编织层和护套层依次包裹而成。
优选的，内芯由三个信号线芯和填充在三个信号线芯之间的三个充电线芯构成，所述的三个充电线芯排列呈正三角形，三个信号线芯分别填充在充电线芯的两两接缝处，三个信号线芯组合排列呈倒三角形。
进一步，充电导体采用铜丝导体，导体直径为0.15-0.2mm，充电线芯的充电绝缘层采用乙丙橡胶，充电绝缘层的厚度为0.10-0.15mm，充电滑移层采用聚酯带绕包而成，充电滑移层的厚度为0.18-0.22mm；两组信号导体均采用铜丝导体外部绕包信号绝缘层制成，铜丝导体直径为0.15-0.2mm，信号绝缘层采用乙丙橡胶，信号绝缘层的厚度为0.10-0.15mm，屏蔽层采用铝箔带绕包而成，铝箔带厚度为0.04-0.05mm。
一种用于电动汽车充电桩的电缆的制作方法，其特征在于：所述的制作方法包括如下步骤：a、制作充电线芯，在铜丝导体外绕包充电绝缘层，再在充电绝缘层外绕包一层充电滑移层；b、制作信号线芯，采用两根相同直径的铜丝导体为一组，每根铜丝导体表面分别绕包信号绝缘层，再在两根铜丝导体的信号绝缘层外绕包一个屏蔽层；c、将上述充电线芯与信号线芯进行成缆，同时绕包聚酯带作为外包滑移层，在成缆工序中，三根电缆线芯围绕中心绞合，三组信号线芯填充在三根电缆线芯空隙，余空隙使用阻水绳填充；d、在外包滑移层外依次绕包隔离层、编织层和外护套，完成电缆制作。
使用时，本发明同时设有充电线芯和信号线芯，即可作为电动汽车充电设备与充电接口的连接充电作用，同时具有对充电饱和、安全预警等方面的控制信号传输功能，还具有高柔软性，最小弯曲半径可达5xOD（电缆标称直径），易于安装使用。良好的抗拉耐弯折性，采用滑移层结构，增加了弯曲性能。更通过加入钢丝参与导体绞合及编织，极大提高了电缆的抗拉耐压性能。从而提高产品的使用寿命和安全性。
附图说明
图1为本发明一实施例的结构示意图。
图2为本发明充电线芯的结构示意图。
图3为本发明信号线芯的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
各附图中的标号表示如下：
1充电线芯、11充电导体、12充电绝缘层、13充电滑移层；
2信号线芯、21信号导体、22信号绝缘层、23屏蔽层；
3阻水填充、4外包滑移层、5隔离层、6编织层、7护套层。
本发明所述的一种用于电动汽车充电桩的电缆，其与现有技术的区别在于：所述的用于电动汽车充电桩的电缆由外包层和内芯构成，所述的内芯由充电线芯和信号线芯构成，充电线芯与信号线芯的数量之比为1：1；每个充电线芯均由充电导体、设在导体外的充电绝缘层和绕包在充电绝缘层外的充电滑移层构成；每个信号线芯均由两组信号导体和绕包在两组信号导体外的屏蔽层构成；所述的外包层由外包滑移层、隔离层、编织层和护套层依次包裹而成。
优选的，内芯由三个信号线芯和填充在三个信号线芯之间的三个充电线芯构成，所述的三个充电线芯排列呈正三角形，三个信号线芯分别填充在充电线芯的两两接缝处，三个信号线芯组合排列呈倒三角形。同时，导体中为增加导体耐弯和抗拉性能，加入3根相同规格的钢丝，导体结构密实，从而减小外径，降低成本。
充电导体采用铜丝导体，导体直径为0.15-0.2mm，充电线芯的充电绝缘层采用乙丙橡胶，充电绝缘层的厚度为0.10-0.15mm，充电滑移层采用聚酯带绕包而成，充电滑移层的厚度为0.18-0.22mm；两组信号导体均采用铜丝导体外部绕包信号绝缘层制成，铜丝导体直径为0.15-0.2mm，信号绝缘层采用乙丙橡胶，信号绝缘层的厚度为0.10-0.15mm，屏蔽层采用铝箔带绕包而成，铝箔带厚度为0.04-0.05mm。
进一步，所述的外包滑移层与充电线芯、信号线芯之间的间隙处填充有阻水填充，阻水填充采用阻水绳，阻水绳盘成圆球状，并且该圆球状阻水绳直径小于信号线芯；所述的外包滑移层采用聚酯带作为滑移层，绕包厚度0.4～0.6mm；隔离层采用氯化聚乙烯橡胶混合物制成，隔离层厚度为1.45-1.55mm。所述的编织层采用0.2mm厚的不锈钢丝编织而成；护套层采用氯化聚乙烯橡胶混合物挤包在编织层上完成，厚度为2～5mm。
一种用于电动汽车充电桩的电缆的制作方法，其特征在于：所述的制作方法包括如下步骤：a、制作充电线芯，在铜丝导体外绕包充电绝缘层，再在充电绝缘层外绕包一层充电滑移层；b、制作信号线芯，采用两根相同直径的铜丝导体为一组，每根铜丝导体表面分别绕包信号绝缘层，再在两根铜丝导体的信号绝缘层外绕包一个屏蔽层；c、将上述充电线芯与信号线芯进行成缆，同时绕包聚酯带作为外包滑移层，在成缆工序中，三根电缆线芯围绕中心绞合，三组信号线芯填充在三根电缆线芯空隙，余空隙使用阻水绳填充；d、在外包滑移层外依次绕包隔离层、编织层和外护套，完成电缆制作。
优选的，a步骤中，充电导体采用铜丝导体，导体直径为0.15-0.2mm，充电线芯的充电绝缘层采用乙丙橡胶，充电绝缘层的厚度为0.10-0.15mm，充电滑移层采用聚酯带绕包而成，充电滑移层的厚度为0.18-0.22mm；b步骤中，两组信号导体均采用铜丝导体外部绕包信号绝缘层制成，铜丝导体直径为0.15-0.2mm，信号绝缘层采用乙丙橡胶，信号绝缘层的厚度为0.10-0.15mm，屏蔽层采用铝箔带绕包而成，铝箔带厚度为0.04-0.05mm。
进一步，所述的外包滑移层与充电线芯、信号线芯之间的间隙处填充有阻水填充，阻水填充采用阻水绳，阻水绳盘成圆球状，并且该圆球状阻水绳直径小于信号线芯；所述的外包滑移层采用聚酯带作为滑移层，绕包厚度0.4～0.6mm；隔离层采用氯化聚乙烯橡胶混合物制成，隔离层厚度为1.45-1.55mm。
更进一步，所述的编织层采用0.2mm厚的不锈钢丝，在24锭或32锭编织机上编织而成；护套层采用氯化聚乙烯橡胶混合物挤包在编织层上完成，厚度为2～5mm。
实施例1
本发明的制作工序如下：
1.导体绞合。
对于充电线芯和信号线芯，均采用柔性细铜丝导体，导体直径0.15mm-0.2mm,为增加导体耐弯和抗拉性能，加入3根相同规格的钢丝，导体结构密实，从而减小外径，降低成本。
2.绝缘挤包。
绝缘层采用乙丙橡胶绝缘。电缆长期允许工作温度为-40~125℃，是饱和非极性材料，高度的耐老化性能：耐臭氧性能、较高的热稳定性，（在氮气环境下天然橡胶开始失重温度为315℃，丁苯橡胶为391℃，三元乙丙橡胶为485℃）好的耐热老化性能、优秀的耐气候性，优秀的耐化学药品性能、耐低温、耐油性能、优良的电绝缘性能、卓越的耐水、耐过热水蒸气性。采用挤压式生产工艺，从而使材料紧密挤包在导体上，保证了产品的工艺质量。
3.绕包充电线芯滑移层。
导体挤包完绝缘后，由于绝缘材料自身的特性，线芯间摩擦阻力较大，不利于线芯间的相对运动，从而增加了绝缘层损伤的机率。为满足充电电缆频繁移动的需要，本发明采用在每根绝缘线芯外绕包一层滑移层，从而减少线芯间的摩擦力，延长使用寿命。滑移层厚度0.2mm，使用耐磨聚酯带绕包。
4.信号线芯对绞及绕包屏蔽层。
信号线芯对充电饱和、安全预警等方面起到控制信号传输的功能。信号线芯三组每组两根，每组进行对绞的同时，外面绕包铝箔带，铝箔带厚度0.05mm。铝箔带可以屏蔽外面的电场及信号干扰，保证信号的真实。由于铝箔带具有表面光滑，摩擦力小，所以同时起到减少摩擦力的作用。
5.产品组合-成缆。
将以上充电线芯和信号线芯进行成缆，同时绕包聚酯带作为滑移层，绕包厚度0.4～0.6mm。在成缆工序中，三根电缆线芯围绕中心绞合，三组信号线芯作为填充在三根电缆线芯空隙。其余空隙使用阻水绳填充。
6.隔离层。
隔离层采用氯化聚乙烯橡胶混合物。氯化聚乙烯具有优良的耐大气老化性、耐臭氧性、耐热性、抗撕裂、耐燃性和耐屈挠龟裂性能。隔离层厚度1.5mm。隔离层可以起到耐压缓冲作用，防止绝缘线芯受到损伤。
7.抗拉耐压编织层。
采用0.2mm不锈钢丝编织，根据不同规格，可以采用24锭或32锭编织机编织。采用不锈钢丝编织，一是可以抗击冲击，增加耐压性，二是可以增强抗拉性能，三是可以作为接地保护，提高充电电缆的使用安全性。
8.外护套。
外护套采用挤包方式挤包在编织层上，厚度2～5mm。护套层采用氯化聚乙烯橡胶混合物。氯化聚乙烯具有优良的耐大气老化性、耐臭氧性、耐热性、抗撕裂、耐燃性和耐屈挠龟裂性能。外护套起到保护作用。
实施例2
首选制作充电线芯，在铜丝导体外绕包充电绝缘层，再在充电绝缘层外绕包一层充电滑移层，其中，充电导体采用铜丝导体，导体直径为0.18mm，充电线芯的充电绝缘层采用乙丙橡胶，充电绝缘层的厚度为0.10-0.15mm，充电滑移层采用聚酯带绕包而成，充电滑移层的厚度为0.19mm；
接着，制作信号线芯，采用两根相同直径的铜丝导体为一组，每根铜丝导体表面分别绕包信号绝缘层，再在两根铜丝导体的信号绝缘层外绕包一个屏蔽层，两组信号导体均采用铜丝导体外部绕包信号绝缘层制成，铜丝导体直径为0.18m，信号绝缘层采用乙丙橡胶，信号绝缘层的厚度为0.10-0.15mm，屏蔽层采用铝箔带绕包而成，铝箔带厚度为0.045mm；
然后，将上述充电线芯与信号线芯进行成缆，同时绕包聚酯带作为外包滑移层，在成缆工序中，三根电缆线芯围绕中心绞合，三组信号线芯填充在三根电缆线芯空隙，余空隙使用阻水绳填充，阻水填充采用阻水绳，阻水绳盘成圆球状，并且该圆球状阻水绳直径小于信号线芯，圆球状阻水绳将电缆内的信号线芯和充电线芯固定在一定的运动范围内；
最后，在外包滑移层外依次绕包隔离层、编织层和外护套，完成电缆制作，所述的外包滑移层采用聚酯带作为滑移层，绕包厚度0.56mm；隔离层采用氯化聚乙烯橡胶混合物制成，隔离层厚度为1.53mm，所述的编织层采用0.2mm厚的不锈钢丝，在24锭或32锭编织机上编织而成；护套层采用氯化聚乙烯橡胶混合物挤包在编织层上完成，厚度为4.8mm。
本发明在试验和使用中，发现有如下优点：
1.产品同时具备电动汽车充电设备与充电接口的连接充电作用，同时具有对充电饱和、安全预警等方面的控制信号传输功能。
2.高柔软性，最小弯曲半径可达5xOD（电缆标称直径），易于安装使用。
3.良好的抗拉耐弯折性，采用滑移层结构，增加了弯曲性能。通过加入钢丝参与导体绞合及编织，极大提高了电缆的抗拉耐压性能。从而提高产品的使用寿命和安全性。
4.优秀的热应力：通过UL2556高温压力测试、热变形测试。
5.极强的耐候性：通过UL2556抗UV测试，极佳的低温韧性：通过UL2556-40℃低温弯曲测试。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于电动汽车充电桩的电缆，其特征在于：所述的用于电动汽车充电桩的电缆由外包层和内芯构成，所述的内芯由充电线芯和信号线芯构成，充电线芯与信号线芯的数量之比为1：1；
每个充电线芯均由充电导体、设在导体外的充电绝缘层和绕包在充电绝缘层外的充电滑移层构成；每个信号线芯均由两组信号导体和绕包在两组信号导体外的屏蔽层构成；
所述的外包层由外包滑移层、隔离层、编织层和护套层依次包裹而成。
2.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车充电桩的电缆，其特征在于：内芯由三个信号线芯和填充在三个信号线芯之间的三个充电线芯构成，所述的三个充电线芯排列呈正三角形，三个信号线芯分别填充在充电线芯的两两接缝处，三个信号线芯组合排列呈倒三角形。
3.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车充电桩的电缆，其特征在于：充电导体采用铜丝导体，导体直径为0.15-0.2mm，充电线芯的充电绝缘层采用乙丙橡胶，充电绝缘层的厚度为0.10-0.15mm，充电滑移层采用聚酯带绕包而成，充电滑移层的厚度为0.18-0.22mm；
两组信号导体均采用铜丝导体外部绕包信号绝缘层制成，铜丝导体直径为0.15-0.2mm，信号绝缘层采用乙丙橡胶，信号绝缘层的厚度为0.10-0.15mm，屏蔽层采用铝箔带绕包而成，铝箔带厚度为0.04-0.05mm。
4.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车充电桩的电缆，其特征在于：所述的外包滑移层与充电线芯、信号线芯之间的间隙处填充有阻水填充，阻水填充采用阻水绳，阻水绳盘成圆球状，并且该圆球状阻水绳直径小于信号线芯；
所述的外包滑移层采用聚酯带作为滑移层，绕包厚度0.4～0.6mm；隔离层采用氯化聚乙烯橡胶混合物制成，隔离层厚度为1.45-1.55mm。
5.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车充电桩的电缆，其特征在于：所述的编织层采用0.2mm厚的不锈钢丝编织而成；护套层采用氯化聚乙烯橡胶混合物挤包在编织层上完成，厚度为2～5mm。
6.一种用于电动汽车充电桩的电缆的制作方法，其特征在于：所述的制作方法包括如下步骤：a、制作充电线芯，在铜丝导体外绕包充电绝缘层，再在充电绝缘层外绕包一层充电滑移层；b、制作信号线芯，采用两根相同直径的铜丝导体为一组，每根铜丝导体表面分别绕包信号绝缘层，再在两根铜丝导体的信号绝缘层外绕包一个屏蔽层；c、将上述充电线芯与信号线芯进行成缆，同时绕包聚酯带作为外包滑移层，在成缆工序中，三根电缆线芯围绕中心绞合，三组信号线芯填充在三根电缆线芯空隙，余空隙使用阻水绳填充；d、在外包滑移层外依次绕包隔离层、编织层和外护套，完成电缆制作。
7.根据权利要求6所述的一种用于电动汽车充电桩的电缆的制作方法，其特征在于：a步骤中，充电导体采用铜丝导体，导体直径为0.15-0.2mm，充电线芯的充电绝缘层采用乙丙橡胶，充电绝缘层的厚度为0.10-0.15mm，充电滑移层采用聚酯带绕包而成，充电滑移层的厚度为0.18-0.22mm；
b步骤中，两组信号导体均采用铜丝导体外部绕包信号绝缘层制成，铜丝导体直径为0.15-0.2mm，信号绝缘层采用乙丙橡胶，信号绝缘层的厚度为0.10-0.15mm，屏蔽层采用铝箔带绕包而成，铝箔带厚度为0.04-0.05mm。
8.根据权利要求6所述的一种用于电动汽车充电桩的电缆的制作方法，其特征在于：所述的外包滑移层与充电线芯、信号线芯之间的间隙处填充有阻水填充，阻水填充采用阻水绳，阻水绳盘成圆球状，并且该圆球状阻水绳直径小于信号线芯；
所述的外包滑移层采用聚酯带作为滑移层，绕包厚度0.4～0.6mm；隔离层采用氯化聚乙烯橡胶混合物制成，隔离层厚度为1.45-1.55mm。
9.根据权利要求6所述的一种用于电动汽车充电桩的电缆的制作方法，其特征在于：所述的编织层采用0.2mm厚的不锈钢丝，在24锭或32锭编织机上编织而成；护套层采用氯化聚乙烯橡胶混合物挤包在编织层上完成，厚度为2～5mm。
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