CN110690013A - 一种新能源汽车专用多芯电缆的制备方法 - Google Patents

一种新能源汽车专用多芯电缆的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种新能源汽车专用多芯电缆的制备方法，通过安排各个工艺步骤顺序，以及通过节径比、绝缘层的最薄点、编织角度等各个工艺参数、以及不同的材料进行组合，从而实现制造出多种新的多芯电缆，满足不同的市场使用需求。对于重量要求更高，则可以在步骤1中的所述单线采用铝合金进行制造，步骤2中的绝缘层采用硅橡胶进行制造，这样组合使得多芯电缆的重量更轻。从降低成本的角度考虑，则可以采用在步骤1中的所述单线采用铝合金进行制造，步骤2中的绝缘层采用聚氯乙烯或交联聚烯烃进行制造。从环保和轻量化角度考虑，则可以采用在步骤1中的所述单线采用纯度在99.99％以上的软圆铜或者镀锡软圆铜，步骤2中的绝缘层采用硅橡胶进行制造。

Description

一种新能源汽车专用多芯电缆的制备方法
技术领域
本发明涉及新能源汽车电缆制造技术，特别是一种新能源汽车专用多芯电缆的制备方法。
背景技术
随着新能源汽车的飞速发展，对于不同车型，不同价格，不同的性能要求，使得汽车上的电缆也有多种多样的结构，以适应不同的使用需求。
例如，电缆分为单芯电缆和多芯电缆，根据不同的成本、使用环境等要求进行选择使用。
而对于多芯电缆来说，其性能受本身的结构、材料以及制造工艺影响，不同的结构、材料、制造工艺制造出来的单线电缆的性能也各部相同。而对于一款新的多芯电缆来说，并不能简单照抄现有的制备方法，因为不同的工艺步骤因顺序不同会对产品的性能造成影响，不同的工艺参数的组合也会对产品的性能造成影响。随着市场竞争越来越激烈，需要不断的开发新的电缆，以适应不断发展的市场需求。而对于不同的电缆来说，不同的制备方法制造出来的产品性能千差万别，因此，需要设计一种新的制备方法来制造新的多芯电缆。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种新的新能源汽车专用多芯电缆的制备方法，从而制造出新的多芯电缆，丰富产品的种类，以适应不同的市场需求。
本发明是这样实现的：一种新能源汽车专用多芯电缆的制备方法，包括：
步骤1、通过绞线机将若干束线按照节径比20～25倍进行绞合为一股线，绞合方向为左向，其中，每个所述束线由若干根单线拉制而成，所述单线的材料采用铝合金、纯度在99.99％以上的软圆铜或者镀锡软圆铜；
步骤2、在所述股线外面通过挤压机采用挤压式均匀挤包一层绝缘层，将挤包了所述绝缘层的所述股线命名为单芯导体，所述绝缘层的材料采用聚氯乙烯、交联聚烯烃或者硅橡胶，所述绝缘层的最薄点≥绝缘标称厚度的80％，所述绝缘层的同心度≥75％；
步骤3、将2～5根所述单芯导体按照节径比12～16倍进行绞合为多芯导体，绞合方向为向左；
步骤4、通过挤压机在所述多芯导体外采用挤包式填充一层内护套，所述内护套的厚度为0.3mm～0.5mm；
步骤5、用编织机在所述内护套外用镀锡铜丝编织第一屏蔽层，编织密度为85％～90％，编织角度为45°～50°，所述镀锡铜丝的直径为0.15mm或者0.2mm；
步骤6、通过绕包机在所述第一屏蔽层外面重叠绕包一层厚度为0.02mm～0.03mm的铝塑复合带，重叠率为20％～25％，所述铝塑复合带的铝箔面向内与所述第一屏蔽层接触并导通，塑料面向外；
步骤7、通过挤压机在所述铝塑复合带外面均匀挤包一层外护套，所述外护套的材料和所述绝缘层的材料保持一致，所述外护套的同心度≥75％。
进一步地，当多芯电缆的截面积为1.5mm2～6mm2时，所述单线的直径≤0.21mm。
进一步地，所述步骤3中，当为2根所述单芯导体时，2根所述单芯导体按照节径比12～16倍，直接进行绞合为所述多芯导体；
当为3～5根所述单芯导体时，在绞合时中心还需增加加强芯，各个所述单芯导体在所述加强芯外呈圆周均匀分布，然后按照节径比12～16倍进行绞合为所述多芯导体。
进一步地，所述加强芯为加捻型纯PP绳。
进一步地，所述加强芯由7根0.21mm钢丝绳先绞合，后挤包和所述绝缘层材质相同的外皮制造而成。
进一步地，当多芯电缆的外径≤10mm时，所述步骤5中，所述镀锡铜丝的直径为0.15mm；
当多芯电缆的外径>10mm时，所述步骤5中，所述镀锡铜丝的直径为0.2mm。
进一步地，所述步骤3中，各根所述单芯导体的绝缘层的颜色各不相同，且所述绝缘层的颜色为红色、黑色、棕色、蓝色、灰色、绿色或者黄色；
所述步骤4中的所述内护套的颜色为白色；
所述步骤7中的所述外护套的颜色为橙色。
进一步地，当所述步骤2中，所述绝缘层的材料采用硅橡胶时，所述步骤3与步骤4之间还包括步骤3a、在所述多芯导体外还涂覆一层滑石粉。
本发明具有如下优点：本发明供一种新能源汽车专用多芯电缆的制备方法，通过安排各个工艺步骤顺序，以及通过节径比、绝缘层的最薄点、编织角度等各个工艺参数，以及不同的材料进行组合，从而实现制造出多种新的多芯电缆，满足不同的市场使用需求。如果对于重量要求更高的场景，则可以在步骤1中的所述单线采用铝合金进行制造，步骤2中的绝缘层采用硅橡胶进行制造，这样组合使得多芯电缆的重量更轻。如果从降低成本的角度考虑，则可以采用在步骤1中的所述单线采用铝合金进行制造，步骤2中的绝缘层采用聚氯乙烯或交联聚烯烃进行制造。如果从环保和轻量化两个角度考虑，则可以采用在步骤1中的所述单线采用纯度在99.99％以上的软圆铜或者镀锡软圆铜进行制造，步骤2中的绝缘层采用硅橡胶进行制造。
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为本发明所述的多芯电缆的实施例一的结构示意图。
图2为本发明所述的多芯电缆的实施例二的结构示意图。
图3为本发明所述制备方法的流程图。
附图标记说明：
多芯电缆100；
股线1，绝缘层2，内护套3，第一屏蔽层4，铝塑复合带5，护套6，加强芯7；
内护套的厚度L。
具体实施方式
请参阅图1至图3所示，本发明提供一种新能源汽车专用多芯电缆的制备方法，包括：
步骤1、通过绞线机将若干束线按照节径比20～25倍进行绞合为一股线1，绞合方向为左向，由若干束线进行绞合可以增加股线1的耐弯曲性，其中，每个所述束线由若干根单线拉制而成，所述单线的材料采用铝合金、纯度在99.99％以上的软圆铜或者镀锡软圆铜；单线采用铝合金作为材料，在同等情况下，相比于传统的铜来说，因为铝合金的密度更低，从而重量更轻，同时价格更便宜。而采用纯度在99.99％以上的软圆铜或者镀锡软圆铜则相比于铝合金来说，所含的有害物质更少，环保性更好，当然价格会更贵。
步骤2、在所述股线1外面通过挤压机采用挤压式均匀挤包一层绝缘层2，将挤包了所述绝缘层2的所述股线1命名为单芯导体，所述绝缘层2的材料采用聚氯乙烯、交联聚烯烃或者硅橡胶，所述绝缘层2的最薄点≥绝缘标称厚度的80％，所述绝缘层2的同心度≥75％；所述绝缘层2采用硅橡胶制造，在同等情况下相比于采用聚氯乙烯或者交联聚烯烃来说，在满足绝缘要求的使用需求时，所述绝缘层2可以做的更薄，这样可以减小多芯电缆100的外径，从而减小体积。当然，采用聚氯乙烯或者交联聚烯烃则成本相比硅橡胶来说价格更低。所述绝缘层2的最薄点不低于绝缘层标称厚度的80％，标称厚度即为设计的理论厚度，但是由于制造过程存在误差，使得制造出来的所述绝缘层2无法达到每个地方是设计的理论厚度，无法达到每个地方都均匀一致，存在偏心的情况，因此，需要保证最薄点的厚度不低于标称厚度的80％，从而使得所述绝缘层2不易破损而失效。
步骤3、将2～5根所述单芯导体按照节径比12～16倍进行绞合为多芯导体，绞合方向为向左；相比单芯，本发明所述的制备方法制造的多芯电缆100的耐弯曲性更优；
步骤4、通过挤压机在所述多芯导体外采用挤包式填充一层内护套3，所述内护套3的厚度为0.3mm～0.5mm；所述内护套3可以防止绝缘层2直接和所述第一屏蔽层4相接触，而破坏所述绝缘层2的绝缘性能，这是因为所述第一屏蔽层4的编织丝即所述镀锡铜丝的线头，直接接触的话，在编织过程会将所述绝缘层2刮伤或刺伤；同时所述内护套3将所述绝缘层2和股线1包裹住，使得本发明的成品具有防水功能，在具体实施中其厚度尽可能薄，因为太厚的话，会增加成品的重量和直径，例如，在较佳的一实施例中，所述内护套3的厚度L为0.3mm～0.5mm；所述内护套3的材质和所述绝缘层2的材质相同，厚度L为所述绝缘层2的外表面和内护套3的外表面之间的最小距离。
步骤5、用编织机在所述内护套3外用镀锡铜丝编织第一屏蔽层4，编织密度为85％～90％，编织角度为45°～50°，所述镀锡铜丝的直径为0.15mm或者0.2mm；所述第一屏蔽层4具有可以阻挡电磁波传播的功能，可以防止电磁干扰，尤其对波长较长的电磁波则具有很好的拦截作用；
步骤6、通过绕包机在所述第一屏蔽层4外面重叠绕包一层厚度为0.02mm～0.03mm的铝塑复合带5，重叠率为20％～25％，所述铝塑复合带5的铝箔面向内与所述第一屏蔽层4接触并导通，塑料面向外；所述铝塑复合带5对波长较短的电磁波具有很好的屏蔽作用；
步骤7、通过挤压机在所述铝塑复合带5外面均匀挤包一层外护套6，所述外护套6的材料和所述绝缘层2的材料保持一致，所述外护套6的同心度≥75％。
在较优的一实施例中，当多芯电缆100的截面积为1.5mm2～6mm2时，所述单线的直径≤0.21mm。
所述步骤3中，当为2根所述单芯导体时，如图1所示实施例一的结构，2根所述单芯导体按照节径比12～16倍，直接进行绞合为所述多芯导体；
当为3～5根所述单芯导体时，如图2所示，实施例二采用5根所述单芯导体的结构，在绞合时中心还需增加加强芯7，各个所述单芯导体在所述加强芯7外呈圆周均匀分布，然后按照节径比12～16倍进行绞合为所述多芯导体。增加所述加强芯7，可以防止各个所述绝缘层2的中心为空心，影响绞合质量，使得绞合后形状更圆、更规整。
所述加强芯7为加捻型纯PP绳。
所述加强芯7由7根0.21mm钢丝绳先绞合，后挤包和所述绝缘层2材质相同的外皮制造而成。
当多芯电缆100的外径≤10mm时，所述步骤5中，所述镀锡铜丝的直径为0.15mm；
当多芯电缆100的外径>10mm时，所述步骤5中，所述镀锡铜丝的直径为0.2mm。
所述步骤3中，各根所述单芯导体的绝缘层2的颜色各不相同，且所述绝缘层2的颜色为红色、黑色、棕色、蓝色、灰色、绿色或者黄色；
所述步骤4中的所述内护套3的颜色为白色；
所述步骤7中的所述外护套6的颜色为橙色。因为是多芯的结构，因此，采用不同的颜色标识不同的结构层，方便用户接线，不易因为采用相同的颜色而导致接线接错。例如，当所述绝缘层2采用红色时，其里面包裹的所述单芯导体单芯的一端按按电路要求连接某个端口或触点等位置，在另一端进行接线时，用户可以清楚的找到红色的绝缘层2包裹的导体单芯，然后根据电路图将另一端接到对应的端口或触点等位置即可。
当所述步骤2中，所述绝缘层2的材料采用硅橡胶时，所述步骤3与步骤4之间还包括步骤3a、在所述多芯导体外还涂覆一层滑石粉(未图示)。由于所述绝缘层2和所述内护套3采用硅橡胶进行制造，材质较软，涂覆滑石粉可以防止线芯黏连。
如果对于重量要求更高的场景，则可以在步骤1中的所述单线采用铝合金进行制造，步骤2中的绝缘层2采用硅橡胶进行制造，这样组合使得多芯电缆的重量更轻。如果从降低成本的角度考虑，则可以采用在步骤1中的所述单线采用铝合金进行制造，步骤2中的绝缘层2采用聚氯乙烯或交联聚烯烃进行制造。如果从环保和轻量化两个角度考虑，则可以采用在步骤1中的所述单线采用纯度在99.99％以上的软圆铜或者镀锡软圆铜进行制造，步骤2中的绝缘层2采用硅橡胶进行制造。
实施例一：
QLJBJP21-E-SIR600/900V2×4，所述单芯导体有两根，所述单线为铝合金，所述单线的直径为0.19mm，每根所述单芯导体的所述单线的总根数为128根，由每束8根，一共16束绞合组成。以20-25倍节径比左向绞合而成。
所述绝缘层2采用挤压式均匀挤出一层硅橡胶，颜色为红、黑，标称厚度为0.40mm,最薄点不小于0.32mm，同心度不小于75％。绝缘层2绞合节径比为12～16倍。
绞合后挤包一层硅橡胶填充，作为所述内护套3，内护套3的厚度L为0.3mm，颜色是硅橡胶的本色。
内护套3外采用192根0.15mm镀锡铜线编织，并丝每股8根，用24锭编织机，编织角度45°～50°，编织密度在85％～90％。从而编织所述第一屏蔽层4。
在编织的所述第一屏蔽层4外绕包一层0.025mm的所述铝塑复合带5，其宽度为25mm，搭盖率为20％～25％，铝面朝编织层。
最外层挤包一层橙色硅橡胶的护套料，从而形成所述外护套6，标称厚度为1.2mm，最薄点为0.76mm。
成品电缆耐电压测试：2.1KV，1min，结果：未击穿，符合要求。
对于所述单芯导体的数量为3～5的情况，其制造方式和所述单芯导体的数量为2根时的区别在于：对于所述单芯导体的数量为3～5的情况，在所述绝缘层2进行绞合的时候，需要在中心放置所述加强芯7，例如，所述加强芯7采用加捻型纯PP绳，防止中心位置为空心，而影响绞合质量。
实施例二：
QBP21-B-PVC600/900V2×4所述导体单芯有两根，所述导体单芯为裸软圆铜线，所述单线的直径为0.19mm，每根所述导体单芯的所述单线的总根数为128根，由每束8根，一共16束绞合组成。以20-25倍节径比左向绞合而成。
所述绝缘层2采用挤压式挤出一层聚氯乙烯，颜色为红、黑，标称厚度为0.40mm,最薄点不小于0.32mm，同心度不小于75％。绝缘层2绞合节径比为12～16倍。
绞合后挤包一层聚氯乙烯填充，作为所述填充层3，填充层3的厚度L为0.3mm，颜色是聚氯乙烯的本色。
填充层3外采用192根0.15mm镀锡铜线编织，并丝每股8根，用24锭编织机，编织角度45°～50°，编织密度在85％～90％。从而编织所述屏蔽金属网层4。
在编织的所述屏蔽金属网层4外绕包一层0.025mm的所述铝塑复合带5，其宽度为25mm，搭盖率为20％～25％，铝面朝编织层。
最外层挤包一层橙色聚氯乙烯的护套料，从而形成所述护套6，标称厚度为1.2mm，最薄点为0.76mm。
该实施方式的所述的新能源汽车专用环保多芯屏蔽电缆100，其试验数据如下：
(1)对所述绝缘层2的检测，采用聚氯乙烯作为材料。
用XRF(即X射线荧光光谱分析)分析样品中的有毒有害物质的含量，检测结果，如下表1：
XRF检出限：金属材料50mg/kg，其它材料50mg/kg，聚合物材料10mg/kg。
表1
Figure BDA0002199317010000081
Figure BDA0002199317010000091
表中N.D.＝未检出(小于方法检出限)。
(2)对铜线的检测，即所述导体单芯的牌号的检测，检测依据GB/T5121.4-2008、GB/T5121.8-2008、GB/T5121.27-2008；化学成分的检测结果如下(注：结果为质量百分比)：
Figure BDA0002199317010000092
(3)对本发明所述的多芯屏蔽电缆100的成品进行气味检测，即为下述中样品：电线；
检测项目：气味试验；
注：平均值：单项打分去掉最高分和最低分后的算术平均值；
检测设备：高温烘箱
Figure BDA0002199317010000093
评价数据：
Figure BDA0002199317010000101
(4)屏蔽性能的检测：
检测依据：LV216-2:2012机动车辆及其电力驱动用屏蔽高压护套电缆要求和测试。依据：ISO19642-9：2019道路车辆-汽车电缆-9部分：交流600V或直流900V和交流1000V或直流1500V圆形、护套、屏蔽或非屏蔽、多芯或单芯铜芯电缆的尺寸和要求。
Figure BDA0002199317010000102
对于所述导体单芯的数量为3～5的情况，其制造方式和所述导体单芯的数量为2根时的区别在于：对于所述导体单芯的数量为3～5的情况，在所述绝缘层2进行绞合的时候，需要在中心放置所述加强芯7，例如，所述加强芯7采用加捻型纯PP绳，防止中心位置为空心，而影响绞合质量。
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 (8)

1.一种新能源汽车专用多芯电缆的制备方法，其特征在于：包括：
步骤1、通过绞线机将若干束线按照节径比20～25倍进行绞合为一股线，绞合方向为左向，其中，每个所述束线由若干根单线拉制而成，所述单线的材料采用铝合金、纯度在99.99％以上的软圆铜或者镀锡软圆铜；
步骤2、在所述股线外面通过挤压机采用挤压式均匀挤包一层绝缘层，将挤包了所述绝缘层的所述股线命名为单芯导体，所述绝缘层的材料采用聚氯乙烯、交联聚烯烃或者硅橡胶，所述绝缘层的最薄点≥绝缘标称厚度的80％，所述绝缘层的同心度≥75％；
步骤3、将2～5根所述单芯导体按照节径比12～16倍进行绞合为多芯导体，绞合方向为向左；
步骤4、通过挤压机在所述多芯导体外采用挤包式填充一层内护套，所述内护套的厚度为0.3mm～0.5mm；
步骤5、用编织机在所述内护套外用镀锡铜丝编织第一屏蔽层，编织密度为85％～90％，编织角度为45°～50°，所述镀锡铜丝的直径为0.15mm或者0.2mm；
步骤6、通过绕包机在所述第一屏蔽层外面重叠绕包一层厚度为0.02mm～0.03mm的铝塑复合带，重叠率为20％～25％，所述铝塑复合带的铝箔面向内与所述第一屏蔽层接触并导通，塑料面向外；
步骤7、通过挤压机在所述铝塑复合带外面均匀挤包一层外护套，所述外护套的材料和所述绝缘层的材料保持一致，所述外护套的同心度≥75％。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车专用多芯电缆的制备方法，其特征在于：当多芯电缆的截面积为1.5mm2～6mm2时，所述单线的直径≤0.21mm。
3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车专用多芯电缆的制备方法，其特征在于：所述步骤3中，当为2根所述单芯导体时，2根所述单芯导体按照节径比12～16倍，直接进行绞合为所述多芯导体；
当为3～5根所述单芯导体时，在绞合时中心还需增加加强芯，各个所述单芯导体在所述加强芯外呈圆周均匀分布，然后按照节径比12～16倍进行绞合为所述多芯导体。
4.根据权利要求3所述的一种新能源汽车专用多芯电缆的制备方法，其特征在于：所述加强芯为加捻型纯PP绳。
5.根据权利要求3所述的一种新能源汽车专用多芯电缆的制备方法，其特征在于：所述加强芯由7根0.21mm钢丝绳先绞合，后挤包和所述绝缘层材质相同的外皮制造而成。
6.根据权利要求1所述的一种新能源汽车专用多芯电缆的制备方法，其特征在于：当多芯电缆的外径≤10mm时，所述步骤5中，所述镀锡铜丝的直径为0.15mm；
当多芯电缆的外径>10mm时，所述步骤5中，所述镀锡铜丝的直径为0.2mm。
7.根据权利要求1所述的一种新能源汽车专用多芯电缆的制备方法，其特征在于：所述步骤3中，各根所述单芯导体的绝缘层的颜色各不相同，且所述绝缘层的颜色为红色、黑色、棕色、蓝色、灰色、绿色或者黄色；
所述步骤4中的所述内护套的颜色为白色；
所述步骤7中的所述外护套的颜色为橙色。
8.根据权利要求1所述的一种新能源汽车专用多芯电缆的制备方法，其特征在于：当所述步骤2中，所述绝缘层的材料采用硅橡胶时，所述步骤3与步骤4之间还包括步骤3a、在所述多芯导体外还涂覆一层滑石粉。
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