CN108682497A - 一种高压导线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压导线，其包括内部导体、包裹所述内部导体的内绝缘层、包裹所述内绝缘层的屏蔽层以及包裹所述屏蔽层的外绝缘层，所述套管内表面与所述屏蔽层表面连接，本发明的高压导线能持续稳定地实现高压电磁屏蔽效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于电动汽车的高压导线。
背景技术
随着人们对环境重视程度的不断提高，新能源汽车特别是电动汽车逐渐受到人们的青睐，与传统汽车相比，电动汽车对高压导线具有较大的需求，这是由于电动汽车需要用高压导线连接充电口与电池、电池内部、电池与发动机以及其他元器件等。
由于高压导线之间存在电压，邻近的用电元器件就会存在受到电磁辐射影响的风险，因此，就需要用电磁屏蔽物包裹高压导线，而且在高压导线的末端，电磁屏蔽物必须能够有效地接触车身，同时确保电磁屏蔽物与车身的触点接通满足电气和机械性能稳定等方面的要求。
但是，由于包裹有电磁屏蔽物的高压导线与车身之间是点接触，当高压导线连接车身时，极易受到外力作用使得包裹有电磁屏蔽物的高压导线与车身之间的点接触不充分，从而对电磁屏蔽效果产生影响。
中国专利申请CN104067448A公开了一种电缆及其制造方法，其包括套管，所述套管直接套在屏蔽网上并采用焊接方法与屏蔽网进行连接，由于套管未进行与电缆的固定会产生轴向位移，在后续装配或在汽车颠簸行驶过程中，会使套管从高压导线上脱落，导致套管与屏蔽网脱离，导致EMC测试不通过，多媒体设备无法正常工作，或者使套管或屏蔽网接触到高压导线的导芯，从而导致高压导线短路，严重时会导致烧车。
因此，提供一种能够持续稳定的实现屏蔽功能的高压导线，以减少烧车事故，成为本专业人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种能实现屏蔽高压电磁干扰，并能持续稳定地实现上述屏蔽功能的高压导线。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案内容具体如下：
一种高压导线，包括内部导体、包裹所述内部导体的内绝缘层、包裹所述内绝缘层的屏蔽层、包裹所述屏蔽层的外绝缘层以及固定套接在所述屏蔽层上的套管，所述套管内表面与所述屏蔽层表面连接。
优选地，所述套管后端与所述外绝缘层的端部相抵接。
优选地，所述套管套在所述屏蔽层上后通过压接或焊接或粘接的方式实现所述套管和所述屏蔽层之间的固定。
优选地，所述套管与所述屏蔽层重叠区域的面积与所述套管内表面面积的比值不小于0.03；更优选地，不小于0.075。
优选地，所述套管与所述屏蔽层之间进行连接的面积与所述套管与所述屏蔽层重叠区域面积的比值不小于0.03；更优选地，不小于0.05。
优选地，所述套管的厚度不小于0.1mm。
优选地，所述套管的内径是所述屏蔽层外径的1.01～1.5倍；更优选的，所述套管的内径是所述屏蔽层外径的1.01～1.2倍。
优选地，所述套管的横截面为圆形或椭圆形或多边形或异形结构。
优选地，所述内部导体为单一实心导体或多股导线组成的导体或多芯线组成的导体。
优选地，所述内部导体导电部分的横截面为圆形或椭圆形或多边形或异形结构；更优选地，所述异形结构为E形结构或F形结构或H形结构或K形结构或L形结构或T形结构或U形结构或V形结构或W形结构或X形结构或Y形结构或Z形结构或半弧形结构或弧形结构或波浪形结构。
优选地，所述内部导体导电部分的材质为铜或铜合金或铝或铝合金。
更优选地，所述内部导体导电部分的材质为铜合金，并且铜元素的含量不小于60％；或者，所述内部导体导电部分的材质为铝合金，并且铝元素的含量不小于90％。
优选地，所述屏蔽层的材质为铜或铜合金或铝或铝合金或锌或锌合金或镍或镍合金。
优选地，所述套管材质为铜或铜合金或铝或铝合金或锌或锌合金或镍或镍合金或银或银合金。
优选地，所述屏蔽层上设置有第一镀层，所述第一镀层的材质为镍、镉、锆、铬、锰、铝、锡、钛、锌、铜、银或金中的一种或几种。
优选地，所述套管的外表面设置有第二镀层，所述第二镀层的材质为镍、镉、锆、铬、锰、铝、锡、钛、锌、铜、银或金中的一种或几种。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1、所述高压导线在屏蔽层上套接有套管，能够在装配时快速与护套中的接地端连接，达到屏蔽高压电磁干扰的效果。
2、将所述套管套在所述屏蔽层上后，通过压接或焊接或粘接的方式就可以将所述套管与所述屏蔽层固定连接在一起，加工简单，极大的提高了高压导线的加工效率。
3、所述套管后端与所述外绝缘层的端部相抵接，能够稳定将套管固定在高压导线的端部，防止在安装或使用过程中出现因套管产生位移，造成套管从高压导线上脱落。
4、所述套管与所述屏蔽层之间进行连接的面积与所述套管与所述屏蔽层重叠区域面积的比值不小于0.03；更优选地，不小于0.05，从而使得所述套管与所述屏蔽层连接后更加稳固，防止工作过程中因连接点开裂而造成的屏蔽效果降低。
5、所述套管的内径是所述屏蔽层外径的1.01～1.5倍，优选1.01～1.2倍，可以使得所述套管的安装和连接更为方便。
6、所述屏蔽层上设置有第一镀层，所述套管的外表面设置有第二镀层，从而能够有效减缓所述套管和所述屏蔽层在水和空气的作用下发生电化学反应从而导致的金属腐蚀，延长所述套管与所述屏蔽层的使用寿命。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较优选实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明的高压导线的优选实施方式的结构示意图；
图2为图1的剖面图；
图3为本发明的内部导体为实心导体的高压导线的剖面图；
图4为本发明的内部导体为多芯线组成的导体的高压导线的剖面图；
图5为本发明的套管与屏蔽网的轴向视图。
其中，图1-图5中的附图标记说明如下：
1、内部导体；2、内绝缘层；3、屏蔽层；4、套管；5、外绝缘层。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预期发明目的所采取的技术手段，以下结合附图及较优选实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构以及特征，详细说明如下：
如图1和图2所示的是本发明所述的高压导线较优选的实施方式的结构示意图，其包括内部导体1、包裹所述内部导体1的内绝缘层2、包裹所述内绝缘层2的屏蔽层3、包裹所述屏蔽层3的外绝缘层5以及固定套接在所述屏蔽层3 上的套管4，所述套管4内表面与所述屏蔽层3表面连接。
由于所述屏蔽层3上固定套接有套管4，能够在装配时快速与护套中的接地端连接，达到屏蔽高压电磁干扰的效果。为了便于所述套管4与所述屏蔽层3 之间的连接定位，所述套管4后端与所述外绝缘层5的端部相抵接。
作为一种优选地实施方式，为了避免所述套管4套在所述屏蔽层3上后由于发生相对滑动或者接触不良而对屏蔽效果产生影响，所述套管4套在所述屏蔽层3上后通过压接或焊接或粘接的方式实现所述套管4和所述屏蔽层3之间的固定，其中：
所述压接是利用压接模具，将套管4与屏蔽层3固定连接在一起，该方法加工快捷，不需要添加其他辅助材料，不会导致套管和外绝缘层的化学成分变化；
所述焊接包括电阻焊、超声波焊、激光焊和振动焊等，其优点为所述套管4 与屏蔽层3不会产生剧烈变形，加工速度快，焊接牢固稳定。
所述粘接是利用胶将所述套管4和所述屏蔽层3固定在一起，其优点为连接时不需要外部设备，加工成本低，并且能够将套管4与屏蔽层3之间的缝隙密封，减缓套管内部和屏蔽层3受电化学腐蚀的影响。
为了了解所述所述套管4和所述屏蔽层3之间固定连接方式对所述套管的拉拔力、电压降以及外观等的影响，发明人进行了测试实验，具体实验数据及实验结果如表1所示：
表1不同连接方式对套管性能的影响
从上表可以看出，除了摩擦焊的连接方式以外，所述套管4与所述屏蔽层3 之间的连接都可以满足所述套管4从所述高压导线上的拉拔力以及套管与屏蔽网之间的电压降的要求，这是因为采用摩擦焊的方式连接固定所述套管4与所述屏蔽层3时，所述屏蔽层3和所述套管4之间需要进行摩擦后才可以焊接，而所述屏蔽层3在摩擦过程中将会受到挤压和扭曲，不仅损伤屏蔽层3，所述套管4也将不满足高压导线的机械性能和电气性能的要求。
为了了解所述套管4与所述屏蔽层3的重叠区域的面积与所述套管4内表面面积的比值对所述套管4拉拔力和电压降的影响，发明人进行了测试实验，具体试验数据及实验结果如表2所示：
表2所述套管与所述屏蔽层的重叠区域的面积与所述套管内表面面积的比值对套管性能的影响
从上表中可以看出：当所述套管4与所述屏蔽层3的重叠区域面积与所述套管内表面面积的比值小于0.075时，所述套管4的拉拔力下降明显，所述套管 4与屏蔽层3之间的电压降明显上升，当所述比值小于0.03时，拉拔力和电压降已经不满足高压导线对套管的机械性能和电气性能方面的要求，因此，本发明中，所述套管4与所述屏蔽层3重叠区域的面积与所述套管内表面面积的比值为不小于0.03；更优选地，不小于0.075。
为了了解所述套管4与所述屏蔽层3之间进行连接的面积与所述套管4与所述屏蔽层3的重叠区域的面积比值对所述套管4拉拔力和电压降的影响，发明人进行了测试实验，具体试验数据及实验结果如表3所示：
表3所述套管与所述屏蔽层之间进行连接的面积与所述套管与所述屏蔽层的重叠区域的面积比值对
所述套管性能的影响
从上表中可以看出：所述套管4与所述屏蔽层3之间进行连接的面积与所述套管4与所述屏蔽层3的重叠区域的面积比值小于0.05时，所述套管4的拉拔力和电压降下降明显，当该比值小于0.03时，拉拔力和电压降已经不满足高压导线对套管4的机械性能和电气性能方面的要求，因此，本发明中，所述套管4与所述屏蔽层3之间进行连接的面积与所述套管4与所述屏蔽层3的重叠区域的面积比值不小于0.03；更优选地，不小于0.05。
作为一种优选的实施方式，所述套管4的厚度不小于0.1mm。当套管4的厚度小于0.1mm时，一方面，其强度低，不足以将屏蔽层3固定住，另一方面，其壁薄，容易使所述屏蔽层3断开而导致屏蔽电磁干扰功能失效，而且当采用压接或焊接的方式连接所述套管4与所述屏蔽层3时，会使所述套管4破裂，无法实现屏蔽层3固定和电气连接的功能。
具体在本实施例中，为了了解所述套管4的厚度对套管4的强度的影响，发明人进行了测试试验，具体试验数据及结果如表4所示：
表4套管厚度对套管拉脱力及外观的影响
从上表中可以看出：当套管4的厚度越大时，套管4从高压导线上脱离时的拉拔力越大；当套管4的厚度小于0.1mm时，套管4从高压导线上脱离的拉拔力明显不符合要求，而且存在套管4破损的情况。因此，本发明中，所述套管4的厚度不小于0.1mm。
作为一种优选的实施方式，所述套管4的内径是所述屏蔽层3外径的 1.01～1.5倍；更优选地，所述套管4的内径是所述屏蔽层3外径的1.01～1.2倍。
为了了解所述套管4的内径是所述屏蔽层3外径的比值对所述套管4的拉拔力和电压降的影响，发明人进行了测试试验，具体试验数据及结果如表5所示：
表5套管的内径与所述屏蔽层外径的比值对套管性能的影响
从上表中可以看出，当套管4的内径与所述屏蔽层3外径的比值大于1.2时，所述套管4从所述高压导线上脱离时的拉拔力明显降低，所述套管4与屏蔽层3 之间的电压降明显上升，但是可以满足套管4的机械性能和电气性能的使用需求，但是，当套管4的内径与所述屏蔽层3外径的比值大于1.5时，所述套管4 从所述高压导线上脱离时的拉拔力急剧下降，所述套管4与屏蔽层3之间的电压降显著上升，已经不能满足固定套管4的机械性能和电气性能的使用要求，因此，本发明中，所述套管4的内径是所述屏蔽层外径的1.01～1.5倍；更优选的，所述套管4的内径是所述屏蔽层外径的1.01～1.2倍。
作为一种优选的实施方式，所述套管4的横截面为圆形或椭圆形或多边形或异形结构，从而方便人们根据实际需求选择不同的高压导线和套管4，使得所述高压导线更加方便适应于装车位置，更好的实现屏蔽高压电磁干扰的功能。
具体在本实施例中，所述套管4的截面形状为圆形，一方面方便所述套管4 的加工和装配，另一方面可以更好地适配于圆形的高压导线。
作为一种优选的实施方式，如图5所示，所述套管4的横截面为六边形，所述屏蔽层3的横截面为圆形，从而方便所述套管4与护套中的接地端进行连接，而且也可以使套管4的内部较好地连接所述屏蔽层3，保证高压导线的力学性能和电学性能，能够持续稳定的保证高压导线的屏蔽电磁干扰功能。
作为一种优选的实施方式，如图1所示，所述内部导体1为多股导线组成的导体，具体是由多股导体平行布置或绞合布置的导体，所述内部导体1的截面积是多股导体截面积之和，其相对于实体导体而言，更加柔软，可以使用在有相对位移或安装要求较高或者需要柔软导芯的位置；或者，如图3所示，所述内部导体1为单一实心导体，在截面积相同的情况下，其外径小于多股导线组成的导体的外径，可以适合空间更加狭小的位置，而且，所述内部导体1为实体导体时，整个高压导线的刚性较好，可以预先进行成型，便于安装；或者，如图4所示，所述内部导体1为多芯线组成的导体，所述内绝缘层包裹有至少两根以上具有绝缘层的导线，当高压导线的回路多于两个时，相对两端位置相近时，使用多芯线组成的导体的高压导线，可以节省安装空间和高压导线的制作工时。
作为一种优选的实施方式，所述内部导体1导电部分的横截面为圆形或椭圆形或多边形或异形结构。
作为一种优选的实施方式，所述套管4的横截面为圆形或椭圆形或多边形或异形结构。
具体地，所述异形结构为E形结构或F形结构或H形结构或K形结构或L 形结构或T形结构或U形结构或V形结构或W形结构或X形结构或Y形结构或Z形结构或半弧形结构或弧形结构或波浪形结构。
需要说明的是，所述内部导体1的导电部分的横截面形状可设置成圆形或椭圆形或多边形或异形结构，能够更好地根据安装位置的轮廓进行布线，减少布线耗材，而且，将所述内部导体1的导电部分设置成多种异形截面的形状，也使车身布线和安置车身零件有更多的选择，从而降低车辆生产成本。
作为一种优选的实施方式，所述内部导体导电部分的材质为铜或铜合金或铝或铝合金。
铜是优良的电导体材料，铜的材料电阻率为1.75×10-8Ωm，在自然界常用导电金属中仅次于银，因此目前大部分线缆的导芯都使用铜材质，但是，由于纯铜的材质较软，机械性能较差，因此，在本发明中，所述内部导体1导电部分材质为铜合金，并且铜元素的含量不小于60％，这是因为如果铜含量小于60％，则所述内部导体1的电阻会大于导线额定值，在汽车正常工作电流下，使得所述内部导体1持续发热，严重时会导致绝缘皮的燃烧，甚至导致烧车。
另外，铝也是优良的电导体材料，铝的材料电阻率为2.83×10-8Ωm，相对于铜来说，铝的质量更轻，价格也更便宜，是现在优先代替铜金属作为线缆导体材料的金属之一，因此，在本发明中，所述内部导体1导电部分的材质为铝合金，而为了保证所述高压导线具有较好的导电性能，铝元素含量不小于90％，否则高压导线导芯的电阻会大于导线额定值，在汽车正常工作电流下，使得所述内部导体1持续发热，严重时会导致绝缘皮的燃烧，甚至导致烧车。
为了确保所述屏蔽层3在具有良好的导电性能，所述屏蔽层3的材质为铜或铜合金或铝或铝合金或锌或锌合金或镍或镍合金，所述屏蔽层3是用于屏蔽所述高压导线产生的电磁干扰，而且，由于所述屏蔽层3生产中需要易加工、导电性好的金属，因此，生产中选用上述金属作为屏蔽层3的材质，以确保所述高压导线具有更好的的屏蔽电磁干扰效果。
为了确保所述套管4具有良好的导电性能，所述套管4的材质为铜或铜合金或铝或铝合金或锌或锌合金或镍或镍合金。
需要说明的是，所述套管4的材质为上述金属材质时，其与所述屏蔽层3、连接后，可以减少电阻，达到屏蔽电磁干扰的目的。而且，也方便所述套管4 与所述屏蔽层3之间采用压接和焊接的方式进行连接。
作为一种优选的实施方式，所述屏蔽层3的表面设置有第一镀层，所述第一镀层的材质为镍、镉、锆、铬、锰、铝、锡、钛、锌、铜、银或金中的一种或几种，从而可以防止所述屏蔽层3在水和空气的作用下发生电化学反应所导致的金属腐蚀，增加所述屏蔽层3的使用寿命，进而延长所述高压导线的使用寿命。
为了了解所述第一镀层的材质对所述屏蔽层3性能的影响，发明人进行了测试实验，具体实验数据与实验结果如表6所示：
表6第一镀层的材质对屏蔽层性能的影响
从上表可知，在经过48小时的盐雾实验后，屏蔽层2上无镀层的高压导线，套管4的拉拔力明显下降，电压降明显上升，无法较好的满足高压导线对屏蔽层3和套管4的力学和电学性能要求。当所述屏蔽层3上设置有第一镀层后，套管4的拉拔力和电压降仍然满足高压导线对屏蔽层3和套管4的力学和电学性能要求，因此，本发明中，所述第一镀层的材质为镍、镉、锆、铬、锰、铝、锡、钛、锌、铜、银或金中的一种或几种。
作为一种优选的实施方式，所述套管4的外表面上上设置有第二镀层，所述第二镀层的材质为镍、镉、锆、铬、锰、铝、锡、钛、锌、铜、银或金中的一种或几种，从而可以防止所述套管4在水和空气的作用下发生电化学反应所导致的金属腐蚀，增加所述套管4的使用寿命，进而延长所述高压导线的使用寿命。
为了了解所述第二镀层的材质对所述套管4性能的影响，发明人进行了测试实验，具体实验数据与实验结果如表7所示：
表7第二镀层的材质对套管性能的影响
从上表可知，在经过48小时的盐雾实验后，套管4上无镀层的高压导线，拉拔力明显下降，电压降明显上升，无法满足高压导线对屏蔽层3和套管4的力学和电学性能。当所述套管4上设置有第二镀层后，套管4的拉拔力和电压降仍然满足高压导线对屏蔽层3和套管4的力学和电学性能要求，因此，本发明中，所述第二镀层的材质为镍、镉、锆、铬、锰、铝、锡、钛、锌、铜、银或金中的一种或几种。
另外，经过发明人的多次测试，当所述第一镀层和所述第二镀层的材质为上述金属时，高压导线所做的EMC(电磁兼容性)全部通过。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (20)
1.一种高压导线，其特征在于：包括内部导体、包裹所述内部导体的内绝缘层、包裹所述内绝缘层的屏蔽层、包裹所述屏蔽层的外绝缘层以及固定套接在所述屏蔽层上的套管，所述套管的内表面与所述屏蔽层表面连接。
2.如权利要求1所述的高压导线，其特征在于：所述套管后端与所述外绝缘层的端部相抵接。
3.如权利要求1所述的高压导线，其特征在于：所述套管套在所述屏蔽层上后通过压接或焊接或粘接的方式实现所述套管和所述屏蔽层之间的固定。
4.如权利要求3所述的高压导线，其特征在于：所述套管与所述屏蔽层重叠区域的面积与所述套管内表面面积的比值不小于0.03。
5.如权利要求3所述的高压导线，其特征在于：所述套管与所述屏蔽层重叠区域的面积与所述套管内表面面积的比值不小于0.075。
6.如权利要求3所述的高压线，其特征在于：所述套管与所述屏蔽层之间进行连接的面积与所述套管与所述屏蔽层重叠区域面积的比值不小于0.03。
7.如权利要求3所述的高压线，其特征在于：所述套管与所述屏蔽层之间进行连接的面积与所述套管与所述屏蔽层重叠区域面积的比值不小于0.05。
8.如权利要求1所述的高压线，其特征在于：所述套管的厚度不小于0.1mm。
9.如权利要求1所述的高压线，其特征在于：所述套管的内径是所述屏蔽层外径的1.01～1.5倍。
10.如权利要求1所述的高压线，其特征在于：所述套管的内径是所述屏蔽层外径的1.01～1.2倍。
11.如权利要求1所述的高压线，其特征在于：所述套管的横截面为圆形或椭圆形或多边形或异形结构。
12.如权利要求1所述的高压线，其特征在于：所述内部导体为单一实心导体或多股导线组成的导体或多芯线组成的导体。
13.如权利要求1的高压线，其特征在于：所述内部导体导电部分的横截面为圆形或椭圆形或多边形或异形结构。
14.如权利要求11或13所述的高压线，其特征在于：所述异形结构为E形结构或F形结构或H形结构或K形结构或L形结构或T形结构或U形结构或V形结构或W形结构或X形结构或Y形结构或Z形结构或半弧形结构或弧形结构或波浪形结构。
15.如权利要求1-13任何一项所述的高压线，其特征在于：所述内部导体导电部分的材质为铜或铜合金或铝或铝合金。
16.如权利要求15所述的高压线，其特征在于：所述内部导体导电部分的材质为铜合金，并且铜元素的含量不小于60％；或者，所述内部导体导电部分的材质为铝合金，并且铝元素的含量不小于90％。
17.如权利要求1-13任何一项所述的高压线，其特征在于：所述屏蔽层的材质为铜或铜合金或铝或铝合金或锌或锌合金或镍或镍合金。
18.如权利要求1-13任何一项所述的高压线，其特征在于：所述套管的材质为铜或铜合金或铝或铝合金或锌或锌合金或镍或镍合金。
19.如权利要求1-13任何一项所述的高压线，其特征在于：所述屏蔽层上设置有第一镀层，所述第一镀层的材质为镍、镉、锆、铬、锰、铝、锡、钛、锌、铜、银或金中的一种或几种。
20.如权利要求1-13任何一项所述的高压线，其特征在于：所述套管的外表面设置有第二镀层，所述第二镀层的材质为镍、镉、锆、铬、锰、铝、锡、钛、锌、铜、银或金中的一种或几种。
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