CN105957581A - 一种屏蔽抗拉轻量的电动汽车直流充电桩电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种屏蔽抗拉轻量的电动汽车直流充电桩电缆，包括两根主电源线、两根辅助电源线、一根接地保护线、一对充电通信线和一对充电连接确认线；所述辅助电源线导体、充电通信线导体、充电连接确认线导体由镀锡软铜丝和防弹丝共同绞合而成；接地保护线采用同心式结构，以铜丝编织总屏蔽的方式包覆于内衬层外；充电连接确认线和充电通信线加上填充后绞合在一起、由内向外依次包覆单元包带层、单元屏蔽层和单元护套层，构成一个信号控制单元；主电源线、辅助电源线和信号控制单元绞合成缆，间隙处以填充物进行填充；之后，由内向外依次包覆总包带层、内衬层、总屏蔽层和总护套层；本发明具有结构稳定、重量轻、抗电磁干扰能力强、抗拖拽性能好、阻燃性和耐候性佳的优点。

Description

一种屏蔽抗拉轻量的电动汽车直流充电桩电缆
技术领域
本发明属于电动汽车充电桩电缆技术领域，特别涉及一种屏蔽抗拉轻量的电动汽车直流充电桩电缆。
背景技术
面对日益突出的燃油供求矛盾和环境污染问题，节能环保低碳排放的电动汽车受到了广泛的关注。“十五”和“十一五”期间，我国先后启动了“863”计划”、“电动汽车重大科技专项”、“节能与电动汽车重大项目”等，鼓励企业、高校和科研院所进行电动汽车的研发，同时，通过制定相关政策、进行购车补贴的方式鼓励消费者购买电动汽车。2012年国务院印发的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020)》中提出，到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达到200万辆、累计产销量超过500万辆。可以说，电动汽车具有广阔的市场前景。
伴随着电动汽车产业及应用的快速发展，对充电设施的需求也随之倍增。目前电动汽车的主要充电设施有直流充电桩(机)、交流充电桩和换电站。其中，直流充电桩(机)可以在短时间内完成对电动汽车的充电，广泛应用于快速充电站。
为保证电动汽车充电过程安全、可靠，直流充电桩(机)和电动汽车都设置了电力传输、信号控制和通信的模块，因此作为连接电动汽车和充电桩的载体，直流充电桩电缆需要提供电力传输、控制和通信的通道。直流充电桩电缆负荷电流大(最大可达400A)，在充电过程中易发热；在使用过程中频繁拖拽移动；长期暴露在室外，易受汽车碾压、日光照射、空气氧化、湿水环境、高低温以及酸碱化合物等因素的破坏腐蚀，因此，对电缆的轻量化、耐高低温性、耐候性、柔软性、抗拖拽以及阻燃性等性能指标提出了更高的要求。此外，直流充电桩电缆中的辅助电源线和信号控制线的线芯较细，在使用过程中易发生断裂，影响电缆的使用寿命。
发明内容
本发明针对技术背景所述问题，提供一种屏蔽抗拉轻量的电动汽车直流充电桩电缆，该电缆具有重量轻、屏蔽性能佳、抗拉性能好的特点，同时具有优异的阻燃、耐高温、耐候、耐酸碱、耐油、抗拖拽等性能。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种屏蔽抗拉轻量的电动汽车直流充电桩电缆，包括由两根主电源线1、两根辅助电源线2和信号控制单元4构成的电缆芯线，电缆芯线与总填充层5绞合成缆，绞合后由内向外依次包覆总包带层6、内衬层7、总屏蔽3和外护套层8；其特征在于：所述总屏蔽3同时作为接地保护线，采用同心式结构，以铜丝编织总屏蔽的方式包覆于内衬层7之外；
所述主电源线1包括主电源线导体1.1和包覆于主电源线导体1.1外部的主电源线绝缘1.2；所述辅助电源线2包括辅助电源线导体2.1和包覆于辅助电源线导体2.1外部的辅助电源线绝缘2.2；
所述信号控制单元4包括由两根充电通信线4.1和两根充电连接确认线4.2构成的芯线，芯线与单元填充层4.3绞合成缆，绞合后由内向外依次包覆单元包带层4.4、单元屏蔽层4.5和单元护套层4.6；所述充电通信线4.1包括充电通信线导体4.1.1和包覆于充电通信线导体4.1.1外部的充电通信线绝缘4.1.2；所述充电连接确认线4.2包括充电连接确认线导体4.2.1和包覆于充电连接确认线导体4.2.1外部的充电连接确认线绝缘4.2.2。
所述总屏蔽3既作为电缆的总屏蔽，也作为泄漏电流的通路，其编织密度不小于80％。
所述主电源线绝缘1.2、辅助电源线绝缘2.2、充电通信线绝缘4.1.2和充电连接确认线绝缘4.2.2均采用105℃热塑性弹性体TPE材料挤包而成。
所述主电源线导体1.1、辅助电源线导体2.1、充电通信线导体4.1.1和充电连接确认线导体4.2.1符合GB/T 3956-2008《电缆的导体》中第六类软导体的规定，采用镀锡软铜丝，铜丝直径在0.15mm～0.20mm间；其中，主电源线导体1.1采用同向绞合，增加导体的柔软性，减小导体绞合直径，进而减小成缆直径，减轻电缆重量；辅助电源线导体2.1、充电通信线导体4.1.1和充电连接确认线导体4.2.1采用镀锡软铜丝和防弹丝共同束绞。
所述单元屏蔽层4.5采用镀锡铜丝编织而成，镀锡铜丝直径为0.15mm，编织密度不小于90％。
所述单元填充层4.3和总填充层5采用高阻燃填充绳。
所述单元包带层4.4和总包带层6为聚丙烯纤维带。
所述单元护套层4.6、内衬层7和总护套层8采用阻燃105℃聚氨酯热塑性弹性体TPU挤包而成。
本发明的有益效果在于：
1)本发明涉及的接地保护线采用同心式结构，以铜丝编织的方式包覆于内衬层外部，既作为电缆的总屏蔽层，也作为泄漏电流的通道。接地保护线同心式设计可减轻电缆重量，同时增强屏蔽效果。
2)本发明涉及的主电源线导体符合GB/T 3956-2008《电缆的导体》中第六类软导体的规定，采用镀锡软铜丝，铜丝直径在0.15mm～0.20mm之间；采用同向绞合，增加导体柔软性并减小外径，进而减小成缆直径，减轻电缆重量。
3)本发明涉及的辅助电源线、充电通信线和充电连接确认线的导体符合GB/T 3956-2008《电缆的导体》中第六类软导体的规定，采用镀锡软铜丝和防弹丝共同束绞，增加了小截面线芯的抗拉强度。
4)本发明涉及的主电源线、辅助电源线、充电通信线和充电连接确认线的绝缘均采用105℃热塑性弹性体材料(TPE)，其长期允许工作温度可达105℃，在相同电缆截面积下，可增加电缆传输电流的能力，具有优异的电绝缘、耐高低温、抗拖拽、柔软和耐候性能，且加工性能好、无需硫化。
5)本发明涉及的填充物(单元填充及总填充)为高阻燃填充绳，具有良好的抗拉性能和阻燃性能。
6)本发明涉及的包带层(单元包带及总包带层)采用聚丙烯纤维带，具有高强度、外观光滑、环保等特点。
7)本发明涉及的内衬层和护套层(单元护套及总护套)由阻燃105℃聚氨酯热塑性弹性体(TPU)挤包而成，其长期允许工作温度范围为-40℃～105℃，具有优异的耐高低温、抗拖拽、耐磨、耐候、耐紫外线、耐酸碱腐蚀、耐油污和阻燃性能，可直接挤出；且作为总护套时，厚度更薄，可减轻电缆重量。
8)本发明涉及的单元屏蔽层采用镀锡铜丝编织而成，可有效防止电缆内外部对充电通信线和充电连接确认线产生的电磁信号干扰，同时可增加信号控制单元的抗拖拽能力。
9)本发明涉及的充电通信线和充电连接确认线绞合成一个信号控制单元，单元的外层由内向外依次是单元包带层、单元屏蔽层和单元护套层。充电通信线和充电连接确认线的线芯较细，拖拽中易拉断，绞合成一个单元既可增加线芯的抗拉性，也可有效避免使用时多线混乱的现象。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为信号控制单元4的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明。
如图1所示的一种屏蔽抗拉轻量的电动汽车直流充电桩电缆，由内至外包括两根完全相同的主电源线1、两根完全相同的辅助电源线2、信号控制单元4、总填充层5、总包带层6、内衬层7、总屏蔽层(接地保护线)3和外护套层8；
如图2所示，信号控制单元4由内至外包括两根充电通信线4.1、两根充电连接确认线4.2、单元填充层4.3、单元包带层4.4、单元屏蔽层4.5和单元护套层4.6。
如图1和图2所示，所述主电源线1包括主电源线导体1.1和主电源线绝缘1.2；所述辅助电源线2包括辅助电源线导体2.1和辅助电源线绝缘2.2；所述充电通信线4.1包括充电通信线导体4.1.1和充电通信线绝缘4.1.2；所述充电连接确认线4.2包括充电连接确认线导体4.2.1和充电连接确认线绝缘4.2.2。
如图1所示，接地保护线3采用同心式结构，包覆于内衬层7外侧；材料为镀锡铜丝，铜丝直径在0.15mm～0.30mm之间；以铜丝编织的方式形成电缆的总屏蔽，编织密度不小于80％；
所述主电源线导体1.1采用镀锡铜丝，铜丝直径根据导体截面积在0.15mm～0.20mm之间选择；导体满足GB/T3956-2008中第六类软导体的要求，采用同向绞合的方式，增加导体柔软性并减小导体直径，进而减小成缆直径，减轻电缆重量。
所述辅助电源线导体2.1、充电通信线导体4.1.1和充电连接确认线导体4.2.1采用镀锡铜丝和防弹丝共同绞合，使小截面线芯具有较好的抗拉拽能力。
所述单元护套层4.6、内衬层7和外护套层8均采用阻燃105℃聚氨酯热塑性弹性体(TPU)挤包而成，长期允许工作温度可达-40℃～105℃，具有优异的耐高低温、抗拖拽、耐磨、耐候、耐紫外线、耐酸碱腐蚀、耐油污和阻燃性能，加工性能良好；且作为总护套时，厚度更薄，可减轻电缆重量。
所述单元包带层4.4和总包带层6采用聚丙烯纤维带，使本发明具有优异的抗拉性能。
所述单元填充4.3和总填充5均采用高阻燃填充绳，具有良好的柔韧性、抗拉强度和阻燃性能。
所述单元屏蔽层4.5采用镀锡铜丝编织而成，铜丝直径为0.15mm，编织密度不小于90％。
根据实际需要，本发明的电缆可以设计为额定电压1kV、额定电流250A规格，其结构尺寸如下表：
以上所述具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，依本发明申请范围所作的等同变化，仍属本发明涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种屏蔽抗拉轻量的电动汽车直流充电桩电缆，包括由两根主电源线(1)、两根辅助电源线(2)和信号控制单元(4)构成的电缆芯线，电缆芯线与总填充层(5)绞合成缆，绞合后由内向外依次包覆总包带层(6)、内衬层(7)、总屏蔽(3)和外护套层(8)；其特征在于：所述总屏蔽(3)同时作为接地保护线，采用同心式结构，以铜丝编织总屏蔽的方式包覆于内衬层(7)之外；
所述主电源线(1)包括主电源线导体(1.1)和包覆于主电源线导体(1.1)外部的主电源线绝缘(1.2)；所述辅助电源线(2)包括辅助电源线导体(2.1)和包覆于辅助电源线导体(2.1)外部的辅助电源线绝缘(2.2)；
所述信号控制单元(4)包括由两根充电通信线(4.1)和两根充电连接确认线(4.2)构成的芯线，芯线与单元填充层(4.3)绞合成缆，绞合后由内向外依次包覆单元包带层(4.4)、单元屏蔽层(4.5)和单元护套层(4.6)；所述充电通信线(4.1)包括充电通信线导体(4.1.1)和包覆于充电通信线导体(4.1.1)外部的充电通信线绝缘(4.1.2)；所述充电连接确认线(4.2)包括充电连接确认线导体(4.2.1)和包覆于充电连接确认线导体(4.2.1)外部的充电连接确认线绝缘(4.2.2)。
2.根据权利要求1所述的一种屏蔽抗拉轻量的电动汽车直流充电桩电缆，其特征在于：所述总屏蔽(3)既作为电缆的总屏蔽，也作为泄漏电流的通路，其编织密度不小于80％。
3.根据权利要求1至2所述的一种屏蔽抗拉轻量的电动汽车直流充电桩电缆，其特征在于：所述主电源线绝缘(1.2)、辅助电源线绝缘(2.2)、充电通信线绝缘(4.1.2)和充电连接确认线绝缘(4.2.2)均采用105℃热塑性弹性体TPE材料挤包而成。
4.根据权利要求1所述的一种屏蔽抗拉轻量的电动汽车直流充电桩电缆，其特征在于：所述主电源线导体(1.1)、辅助电源线导体(2.1)、充电通信线导体(4.1.1)和充电连接确认线导体(4.2.1)符合GB/T 3956-2008《电缆的导体》中第六类软导体的规定，采用镀锡软铜丝，铜丝直径在0.15mm～0.20mm间；其中，主电源线导体(1.1)采用同向绞合，增加导体的柔软性，减小导体绞合直径，进而减小成缆直径，减轻电缆重量；辅助电源线导体(2.1)、充电通信线导体(4.1.1)和充电连接确认线导体(4.2.1)采用镀锡软铜丝和防弹丝共同束绞。
5.根据权利要求1所述的一种屏蔽抗拉轻量的电动汽车直流充电桩电缆，其特征在于：所述单元屏蔽层(4.5)采用镀锡铜丝编织而成，镀锡铜丝直径为0.15mm，编织密度不小于90％。
6.根据权利要求1所述的一种屏蔽抗拉轻量的电动汽车直流充电桩电缆，其特征在于：所述单元填充层(4.3)和总填充层(5)采用高阻燃填充绳。
7.根据权利要求1所述的一种屏蔽抗拉轻量的电动汽车直流充电桩电缆，其特征在于：所述单元包带层(4.4)和总包带层(6)为聚丙烯纤维带。
8.根据权利要求1所述的一种屏蔽抗拉轻量的电动汽车直流充电桩电缆，其特征在于：所述单元护套层(4.6)、内衬层(7)和总护套层(8)采用阻燃105℃聚氨酯热塑性弹性体TPU挤包而成。
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