CN106558367A - 一种电动汽车快速充电电缆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动汽车快速充电电缆及其制备方法，解决了目前电动汽车充电电缆在快速充电时产生电磁辐射而干扰充电控制的技术问题，该充电电缆包括动力电源线、接地线、信号传输控制线和辅助电源线；其分别包括铜导体和包覆于铜导体外侧的绝缘层；信号传输控制线与接地线相邻；信号传输控制线还包括：填充于对应绝缘层上的尼龙丝绳，相继缠绕的铝塑复合带层，包裹于铝塑复合带层上的编织层，涂覆于编织层上的导电胶层，及挤包于导电胶层上的内护套；该充电电缆还包括：填充于动力电源线、接地线、辅助电源线和信号传输控制线线组上的PP绳，相继绕包的包带层，以及紧压于包带层上的外护套。能够在对电动汽车快速充电时抗电磁辐射。
Description
技术领域
本发明涉及电力电缆技术领域，尤其涉及一种抗电磁辐射的电动汽车快速充电电缆及其制备方法。
背景技术
目前，电动汽车行业的发展，受车载电池的续航能力的制约。为了方便用户能够在需要时即时给电动汽车进行充电，相关电力部门在路边设立了充电桩，为了能够满足电动汽车的充电需求，现有的充电桩需对电动汽车充电较长时间，通常为6～8小时。充电时间长是阻碍电动汽车高速发展的重要因素，研制快充充电桩是当务之急，研制出适应快充系统的充电电缆是实现快速充电系统的一个重要环节。
电动汽车快速充电电缆关键是承载充电电流，满足大电流快速充电，在现有充电时间的基础上缩短电动汽车的充电时间，提高充电效率。但是，充电电缆上的差模干扰电流和共模干扰电流可以通过电缆直接传导进入电子设备(如充电桩)的电路模块或其他设备，也可以在空间产生电磁场形成辐射干扰，引起设备指令的误判、误操作。例如，电动汽车已充电完成，但由于受到电磁辐射干扰，充电桩仍显示其未充满，导致电动汽车过充电。
发明内容
针对现有技术中存在的电动汽车快速充电电缆在充电时对周围空间环境中的设备产生电磁干扰，引起设备指令误判、误操作的技术问题，提供了一种电动汽车快速充电电缆及其制备方法，实现了在对电动汽车快速充电时吸收电磁波，抗电磁辐射的技术效果。
一方面，本发明提供了一种电动汽车快速充电电缆，包括：用于传输动力电源充电电流的动力电源线、用于提供接地保护的接地线、用于在低压下辅助充电的辅助电源线和用于传输充电状态信号的信号传输控制线；
所述动力电源线、所述接地线、所述辅助电源线和所述信号传输控制线分别包括铜导体和包覆于铜导体外侧的绝缘层；其中，所述信号传输控制线与所述接地线相邻，形成接地的最短路径；
所述信号传输控制线还包括：填充于对应绝缘层上的尼龙丝绳，相继缠绕的铝塑复合带层，包裹于所述铝塑复合带层上的镀锡铜丝编织层，涂覆于所述编织层上的导电胶层，以及挤包于所述导电胶层上的内护套；
所述快速充电电缆还包括：填充于所述动力电源线、所述接地线、所述辅助电源线和所述信号传输控制线构成的线组上的高强度PP绳，相继绕包的包带层，以及紧压于所述包带层上的外护套。
可选的，所述快速充电电缆所采用的铜导体为经过脉冲电流退火处理的无氧铜或者单晶铜，所述无氧铜或者单晶铜的单丝直径小于0.15mm。
可选的，所述信号传输控制线包括两根由铜导体外包绝缘层构成的绝缘线，两根所述绝缘线对绞，绞距为8～10cm。
可选的，所述镀锡铜丝的直径为0.10mm，所述镀锡铜丝编织层的编织密度大于85％。
可选的，所述快速充电电缆中绝缘层的厚度为0.5～1.8mm，所述内护套的厚度为0.5～0.8mm，所述外护套的厚度为2.2～2.4mm。
可选的，所述快速充电电缆中绝缘层由热塑性TPEE复合材料制成。
可选的，所述内护套和所述外护套均由125℃辐照交联低烟无卤阻燃聚乙烯制得，所述内护套和所述外护套中添加有石墨粉。
另一方面，本发明还提供了一种电动车快速充电电缆的制备方法，包括以下步骤：
S1、通过将铜导体材料拉丝、脉冲电流退火、绞合处理后，获得多根铜导体；
S2、采用挤压式模具在每根所述铜导体外包覆绝缘层，以得到至少两根第一绝缘线、至少一根第二绝缘线、至少一根第三绝缘线和至少两根第四绝缘线；其中，所述第一绝缘线为动力电源线，所述第二绝缘线为接地线，所述第三绝缘线为辅助电源线，所述第四绝缘线用于构成信号传输控制线；
S3、将每两根所述第四绝缘线对绞，加尼龙丝绳填充，相继缠绕铝塑复合带层，在所述铝塑复合带层上包裹镀锡铜丝编织层，在所述编织层上涂覆导电胶层，以及在所述导电胶层上挤包内护套，最终得到所述信号传输控制线；
S4、将所述动力电源线、所述接地线、所述辅助电源线和所述信号传输控制线构成线组，并在所述线组上填充高强度PP绳，相继绕包无纺布以形成包带层；
S5、在所述包带层上紧压外护套。
本发明中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
由于在本发明方案中，电动汽车快速充电电缆包括：用于传输动力电源充电电流的动力电源线、用于提供接地保护的接地线、用于在低压下辅助充电的辅助电源线和用于传输充电状态信号的信号传输控制线；其中，所述动力电源线、所述接地线、所述辅助电源线和所述信号传输控制线分别包括铜导体和包覆于铜导体外侧的绝缘层；所述信号传输控制线还包括：填充于对应绝缘层上的尼龙丝绳，相继缠绕的铝塑复合带层，包裹于所述铝塑复合带层上的镀锡铜丝编织层，涂覆于所述编织层上的导电胶层，以及挤包于所述导电胶层上的内护套；所述快速充电电缆还包括：填充于所述动力电源线、所述接地线、所述信号传输控制线和所述辅助电源线构成的线组上的高强度PP绳，相继绕包的包带层，以及紧压于所述包带层上的外护套。首先，导体选用单丝直径小于0.15mm的无氧铜或者单晶铜，经过脉冲电流退火处理，单位截面积载流能力大，满足快速充电的要求。其次，在结构上，信号传输控制线与所述接地线相邻，形成接地的最短路径，以快速释放干扰电磁波。再次，信号传输控制线包括两根由铜导体外包绝缘层构成的绝缘线，且两根所述绝缘线对绞，绞距8～10cm，对该充电电缆的信号传输控制线进行抗干扰和抑制电磁辐射处理，减少电线间的电容耦合和互感耦合；在对应绝缘层填充尼龙丝绳，缠绕铝塑复合带层，外包裹编织层，并在编织层外层涂覆导电胶，使信号传输控制线形成全封闭的形态，防止外部信号的干扰，同时抑制了内部电磁辐射向外泄露；最后，内护套和外护套采用125℃辐照交联低烟无卤阻燃聚乙烯材料，为非极性分子，结晶度高，化学性能稳定，有良好的电性能，在热塑性材料中添加石墨粉，为低介电材料，吸收电磁波，增强该充电电缆的抗电磁辐射效果。有效的解决了现有技术中电动汽车快速充电电缆在充电时对周围空间环境中的设备产生电磁干扰，引起设备指令误判、误操作的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种电动汽车快速充电电缆截面示意图；
图2为本发明实施例提供的一种电动车快速充电电缆的制备方法的流程图。
具体实施方式
本发明实施例通过提供一种电动汽车快速充电电缆，解决了现有技术中存在的电动汽车快速充电电缆在充电时对周围空间环境中的设备产生电磁干扰，引起设备指令误判、误操作的技术问题，实现了在对电动汽车快速充电时吸收电磁波，抗电磁辐射的技术效果。
本发明实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
本发明实施例提供了一种电动汽车快速充电电缆，包括：用于传输动力电源充电电流的动力电源线、用于提供接地保护的接地线、用于在低压下辅助充电的辅助电源线和用于传输充电状态信号的信号传输控制线；所述动力电源线、所述接地线、所述辅助电源线和所述信号传输控制线分别包括铜导体和包覆于铜导体外侧的绝缘层；其中，所述信号传输控制线与所述接地线相邻，形成接地的最短路径；所述信号传输控制线还包括：填充于对应绝缘层上的尼龙丝绳，相继缠绕的铝塑复合带层，包裹于所述铝塑复合带层上的镀锡铜丝编织层，涂覆于所述编织层上的导电胶层，以及挤包于所述导电胶层上的内护套；所述快速充电电缆还包括：填充于所述动力电源线、所述接地线、所述辅助电源线和所述信号传输控制线构成的线组上的高强度PP绳，相继绕包的包带层，以及紧压于所述包带层上的外护套。
可见，在本发明实施例中，通过对该充电电缆的信号传输控制线进行抗干扰和抑制电磁辐射处理，减少电线间的电容耦合和互感耦合；在对应绝缘层填充尼龙丝绳，缠绕铝塑复合带层，外包裹编织层，并在编织层外层涂覆导电胶，使信号传输控制线形成全封闭的形态，防止外部信号的干扰，同时抑制了内部电磁辐射向外泄露。有效的解决了现有技术中电动汽车快速充电电缆在充电时对周围空间环境中的设备产生电磁干扰，引起设备指令误判、误操作的技术问题。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
如图1所示，为本发明提供的一种抗电磁辐射的电动汽车快速充电电缆的截面示意图。图1所示本发明电动汽车快速充电电缆，包括：用于传输动力电源充电电流的动力电源线1、用于提供接地保护的接地线2、用于在低压下辅助充电的辅助电源线3和用于传输充电状态信号的信号传输控制线4；其中，
动力电源线1、接地线2、辅助电源线3和信号传输控制线4分别包括铜导体和包覆于铜导体外侧的绝缘层。具体的，动力电源线1由第一铜导体11和包覆于第一铜导体11外侧的第一绝缘层12构成，接地线2由第二铜导体21和包覆于第二铜导体21外侧的第二绝缘层22构成，辅助电源线3由第三铜导体31和包覆于第三铜导体31外侧的第三绝缘层32构成，信号传输控制线4包括第四铜导体41和包覆于第四铜导体41外侧的第四绝缘层42。具体的，第一、二、三、四铜导体(11、21、31、41)可为相同材质，如无氧铜或者单晶铜；第一、二、三、四绝缘层(12、22、32、42)可由相同材质制成，如由热塑性TPEE复合材料制成。
图1左边为充电电缆的整体截面示意图、右边为充电电缆中信号传输控制线4的截面放大图，如图1右边信号传输控制线4的截面放大图所示，信号传输控制线4还包括：填充于对应绝缘层(即第四绝缘层42)上的尼龙丝绳43，相继缠绕的铝塑复合带层44，包裹于铝塑复合带层44上的镀锡铜丝编织层45，涂覆于编织层45上的导电胶层46，以及挤包于导电胶层46上的内护套47；
所述快速充电电缆还包括：填充于动力电源线1、接地线2、辅助电源线3和信号传输控制线4构成的线组上的高强度PP绳5，相继绕包的包带层6；以及紧压于包带层6上的外护套7；其中，包带层6采用无纺布。
在具体实施过程中，所述快速充电电缆所采用的铜导体(包括第一铜导体11、第二铜导体21、第三铜导体31、第四铜导体41)为经过脉冲电流退火处理的无氧铜或者单晶铜，所述无氧铜或者单晶铜的单丝直径小于0.15mm。其中，铜丝束绞绞合后得到铜导体。导体材料经过脉冲电流退火处理，单位截面积载流能力大，能够满足快速充电的要求。
在具体实施过程中，每根信号传输控制线4包括两根由第四铜导体41包覆第四绝缘层42构成的绝缘线。这两根绝缘线对绞，在对绞的两个绝缘线的两侧各加多根(如3根)尼龙丝绳43进行填充，并在填充有尼龙丝绳43的对绞绝缘线外缠绕铝塑复合带层44，在铝塑复合带层44上包裹镀锡铜丝编织层45，在编织层45上涂覆导电胶层46，以及在导电胶层46上挤包内护套47，最终得到信号传输控制线4。信号传输控制线4中两根绝缘线对绞，减小受扰电路的回路面积，减少电线间的电容耦合和互感耦合，编织层45与铝塑复合带层44双层屏蔽，抑制信号传输控制线的共模辐射，编织层45外层涂覆导电胶层46，形成全封闭的形态。这里之所以能够屏蔽电缆控制共模辐射是因为共模电流提供了一个低阻抗通路，使共模电流通过屏蔽层流回共模电压源。
另外，信号传输控制线4与接地线2相邻，形成接地的最短路径，以快速释放干扰电磁波。
在具体实施过程中，所述镀锡铜丝的直径为0.10mm，所述镀锡铜丝编织层的编织密度大于85％。为保证充电状态信号的稳定安全可靠性，信号传输控制线4选用节距小，编织密度大的工艺参数设计，涂覆导电胶，防止外部电磁干扰和内部电磁泄露，信号传输效果好。
在具体实施过程中，内护套47和外护套7均由125℃辐照交联低烟无卤阻燃聚乙烯制得。聚乙烯作为一种热塑性材料，其为非极性高分子材料，分子结构中不含极性基团，且结晶度高，表面自由能低，惰性较强，化学性能稳定，有良好的电性能，在低烟无卤阻燃聚乙烯中添加石墨粉这种吸波材料，可增强内护套47和外护套7吸收电磁波、抗电磁辐射的能力。
在具体实施过程中，所述快速充电电缆中绝缘层(包括第一绝缘层12、第二绝缘层22、第三绝缘层32、第四绝缘层42)的厚度为0.5～1.8mm，内护套47的厚度为0.5～0.8mm，外护套7的厚度为2.2～2.4mm。保证了电缆在快速充电过程中的电气性能。
基于同一发明构思，请参考图2，本发明实施例还提供了一种电动车快速充电电缆的制备方法，包括以下步骤：
S1、通过将铜导体材料拉丝、脉冲电流退火、绞合处理后，获得多根铜导体；其中，铜导体材料为经过脉冲电流退火处理的无氧铜或者单晶铜，所述无氧铜或者单晶铜的单丝直径小于0.15mm。其中，铜丝束绞绞合后得到铜导体。导体材料经过脉冲电流退火处理，单位截面积载流能力大，能够满足快速充电的要求。
S2、采用挤压式模具在每根所述铜导体外包覆绝缘层，以得到至少两根第一绝缘线、至少一根第二绝缘线、至少一根第三绝缘线和至少两根第四绝缘线；其中，所述第一绝缘线为动力电源线1，所述第二绝缘线为接地线2，所述第三绝缘线为辅助电源线3，所述第四绝缘线用于构成信号传输控制线4；
S3、将每两根所述第四绝缘线对绞，加尼龙丝绳43填充，相继缠绕铝塑复合带层44，在所述铝塑复合带层44上包裹镀锡铜丝编织层45，在所述编织层45上涂覆导电胶层46，以及在所述导电胶层46上挤包内护套47，最终得到所述信号传输控制线4；
S4、将所述动力电源线1、所述接地线2、所述辅助电源线3和所述信号传输控制线4构成线组，并在所述线组上填充高强度PP绳5，相继绕包无纺布以形成包带层6；
S5、在包带层6上紧压外护套7；其中，外护套7由125℃辐照交联低烟无卤阻燃聚乙烯制得。
根据上面的描述，上述快速充电电缆制备方法用于制备上述电动汽车快速充电电缆，所以，该方法与上述充电电缆的一个或多个实施例一致，在此就不再一一赘述了。
下面给出两种电动汽车快速充电电缆的具体结构说明：
1)请结合图1，第一种快速充电电缆包括：两根横截面积为95mm2的动力电源线1，一根横截面积为35mm2的接地线2，两根横截面积为6mm2的辅助电源线3，以及四根用于构成信号传输控制线4的横截面积为0.75mm2的绝缘线(即所述第四绝缘线)，每两根第四绝缘线对绞加填充在一个内护套47内(具体工艺细节见上述快速充电电缆制备方法，这里不一一赘述)。其中：
动力电源线1的绝缘层(即第一绝缘层11)厚度为1.8mm；接地线2的绝缘层(即第二绝缘层21)厚度为1.4mm；辅助电源线3的绝缘层(即第三绝缘层31)厚度为1.0mm；信号传输控制线4的绝缘线的绝缘层(即第四绝缘层41)厚度为0.5mm；内护套47的厚度为0.6mm，外护套7的厚度为2.2mm。
2)仍请结合图1，第二种快速充电电缆包括：两根横截面积为120mm2的动力电源线1，一根横截面积为35mm2的接地线2，两根横截面积为6mm2的辅助电源线3，以及四根用于构成信号传输控制线4的横截面积为1mm2的绝缘线(即所述第四绝缘线)，每两根第四绝缘线对绞加填充在一个内护套47内(具体工艺细节见上述制作方法，这里不一一赘述)。其中：动力电源线1的绝缘层(即第一绝缘层11)厚度为1.8mm；接地线2的绝缘层(即第二绝缘层21)厚度为1.4mm；辅助电源线3的绝缘层(即第三绝缘层31)厚度为1.0mm；信号传输控制线4的绝缘线的绝缘层(即第四绝缘层41)厚度为0.5mm；内护套47的厚度为0.6mm，外护套7的厚度为2.4mm。
总而言之，实施本发明的抗电磁辐射的电动汽车快速充电电缆及其制备方法，具有以下有益效果：
1)充电电缆所采用的导体为单丝直径小于0.15mm的无氧铜或者单晶铜，经过脉冲电流退火处理，单位截面积载流能力大，满足快速充电的要求。
2)充电电缆中动力电源线1、接地线2、辅助电源线3和信号传输控制线4的结构具有较强的机械性能和电气绝缘性能，信号传输控制线4与接地线2相邻，形成接地的最短路径，能够快速释放干扰电磁波。
3)信号传输控制线4采用对绞绝缘线作为线芯，绞距8～10cm，减小受扰电路的回路面积，减少电线间的电容耦合和互感耦合；信号传输控制线4采用了0.10mm的镀锡铜丝编织层45，编织密度大于等于85％，铝塑复合带层44结合编织层45进行双层屏蔽，屏蔽效果好；编织层45外层涂覆导电胶层46，形成全封闭的形态，防止外部信号的干扰，同时抑制了内部电磁辐射向外泄露。
4)内护套47和外护套7采用125℃辐照交联低烟无卤阻燃聚乙烯制成。聚乙烯作为一种热塑性材料，其为非极性高分子材料，分子结构中不含极性基团，且结晶度高，表面自由能低，惰性较强，化学性能稳定，有良好的电性能，在低烟无卤阻燃聚乙烯中添加石墨粉这种吸波材料，可增强内护套47和外护套7吸收电磁波、抗电磁辐射的能力。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种电动汽车快速充电电缆，其特征在于，包括：用于传输动力电源充电电流的动力电源线、用于提供接地保护的接地线、用于在低压下辅助充电的辅助电源线和用于传输充电状态信号的信号传输控制线；
所述动力电源线、所述接地线、所述辅助电源线和所述信号传输控制线分别包括铜导体和包覆于铜导体外侧的绝缘层；其中，所述信号传输控制线与所述接地线相邻，形成接地的最短路径；
所述信号传输控制线还包括：填充于对应绝缘层上的尼龙丝绳，相继缠绕的铝塑复合带层，包裹于所述铝塑复合带层上的镀锡铜丝编织层，涂覆于所述编织层上的导电胶层，以及挤包于所述导电胶层上的内护套；
所述快速充电电缆还包括：填充于所述动力电源线、所述接地线、所述辅助电源线和所述信号传输控制线构成的线组上的高强度PP绳，相继绕包的包带层，以及紧压于所述包带层上的外护套。
2.如权利要求1所述的电动汽车快速充电电缆，其特征在于，所述快速充电电缆所采用的铜导体为经过脉冲电流退火处理的无氧铜或者单晶铜，所述无氧铜或者单晶铜的单丝直径小于0.15mm。
3.如权利要求1所述的电动汽车快速充电电缆，其特征在于，所述信号传输控制线包括两根由铜导体外包绝缘层构成的绝缘线，两根所述绝缘线对绞，绞距为8～10cm。
4.如权利要求1所述的电动汽车快速充电电缆，其特征在于，所述镀锡铜丝的直径为0.10mm，所述镀锡铜丝编织层的编织密度大于85％。
5.如权利要求1所述的电动汽车快速充电电缆，其特征在于，所述快速充电电缆中绝缘层的厚度为0.5～1.8mm，所述内护套的厚度为0.5～0.8mm，所述外护套的厚度为2.2～2.4mm。
6.如权利要求1所述的电动汽车快速充电电缆，其特征在于，所述快速充电电缆中绝缘层由热塑性TPEE复合材料制成。
7.如权利要求1所述的电动汽车快速充电电缆，其特征在于，所述内护套和所述外护套均由125℃辐照交联低烟无卤阻燃聚乙烯制得，所述内护套和所述外护套中添加有石墨粉。
8.一种电动车快速充电电缆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、通过将铜导体材料拉丝、脉冲电流退火、绞合处理后，获得多根铜导体；
S2、采用挤压式模具在每根所述铜导体外包覆绝缘层，以得到至少两根第一绝缘线、至少一根第二绝缘线、至少一根第三绝缘线和至少两根第四绝缘线；其中，所述第一绝缘线为动力电源线，所述第二绝缘线为接地线，所述第三绝缘线为辅助电源线，所述第四绝缘线用于构成信号传输控制线；
S3、将每两根所述第四绝缘线对绞，加尼龙丝绳填充，相继缠绕铝塑复合带层，在所述铝塑复合带层上包裹镀锡铜丝编织层，在所述编织层上涂覆导电胶层，以及在所述导电胶层上挤包内护套，最终得到所述信号传输控制线；
S4、将所述动力电源线、所述接地线、所述辅助电源线和所述信号传输控制线构成线组，并在所述线组上填充高强度PP绳，相继绕包无纺布以形成包带层；
S5、在所述包带层上紧压外护套。
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