CN116741439B - 新能源汽车用耐高温高柔性屏蔽电缆 - Google Patents

新能源汽车用耐高温高柔性屏蔽电缆 Download PDF

Info

Publication number
CN116741439B
CN116741439B CN202310676673.8A CN202310676673A CN116741439B CN 116741439 B CN116741439 B CN 116741439B CN 202310676673 A CN202310676673 A CN 202310676673A CN 116741439 B CN116741439 B CN 116741439B
Authority
CN
China
Prior art keywords
insulating
heat exchange
temperature
layer
flexible
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202310676673.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116741439A (zh
Inventor
薛盈利
袁剑
程刚
胡道勇
丁坤坤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Expedition Transmission Technology Co ltd
Original Assignee
Anhui Yuanzheng Cable Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui Yuanzheng Cable Technology Co ltd filed Critical Anhui Yuanzheng Cable Technology Co ltd
Priority to CN202310676673.8A priority Critical patent/CN116741439B/zh
Publication of CN116741439A publication Critical patent/CN116741439A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116741439B publication Critical patent/CN116741439B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/04Flexible cables, conductors, or cords, e.g. trailing cables
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14Conductive energy transfer
    • B60L53/18Cables specially adapted for charging electric vehicles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/18Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/29Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/42Insulated conductors or cables characterised by their form with arrangements for heat dissipation or conduction
    • H01B7/421Insulated conductors or cables characterised by their form with arrangements for heat dissipation or conduction for heat dissipation
    • H01B7/423Insulated conductors or cables characterised by their form with arrangements for heat dissipation or conduction for heat dissipation using a cooling fluid
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/42Insulated conductors or cables characterised by their form with arrangements for heat dissipation or conduction
    • H01B7/428Heat conduction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了新能源汽车用耐高温高柔性屏蔽电缆,涉及新能源汽车电缆技术领域。本发明用于解决没有通过对换热腔的内外结构、填充材料和绝缘导热材料进行合理改进,以进一步提高电缆产品的换热降温效率、柔性和抗冲击性的技术问题。通过在传统的无纺布层、绝缘护套层、多种线芯结构的基础上进行改进,通过在绝缘护套层的内部设置柔性填充纤维绳,在整体上提高了屏蔽电缆的柔韧性和抗弯折强度;换热腔内部的多个弹性储液条,利于屏蔽电缆弯折过程中换热腔内部换热介质的流通和暂存,增加了换热介质与绝缘导热层的接触面积,提高了充电导体通电升温过程中的换热降温效率,柔性填充纤维绳提高了电缆产品的回弹性、抗冲击性和柔性。

Description

新能源汽车用耐高温高柔性屏蔽电缆
技术领域
本发明属于新能源汽车电缆技术领域,具体涉及新能源汽车用耐高温高柔性屏蔽电缆。
背景技术
近年来,新能源汽车规模高速发展扩大,极大便利了出行,但新能源汽车充电速度慢严重影响了用户体验,降低了充电桩的使用效率,传统的直流充电电缆通电电流不超过250A,充电时间高达2h以上。为解决这一问题,目前大多采用液冷大功率充电电缆,大幅提升了载流量,降低了充电电缆的直径和重量。
现有技术(CN113140359A)公开了一种新能源汽车用液冷大功率高柔性充电电缆及制备方法,包括由外至内依次设置的护套、绕包带和缆芯,缆芯包括若干根接地线芯、动力线芯、信号线芯、控制线芯、冷却管和电源线芯,接地线芯和动力线芯均与冷却管相接触,动力线芯与冷却管之间的间隙内设置填充。该发明在动力线芯外、冷却管外和护套内绕包铝塑复合带,导体产生的热量能快速散去,有效提升散热能力和载流能力;动力线芯采用高强度薄壁绝缘,能大幅度提升导热能力,降低电缆外径;填充采用铝塑复合带或导热橡胶或细铝丝或细铜丝,有效增加动力线芯和冷却管的接触面积,能快速导热,提升载流能力;电缆结构排列紧密,有效降低电缆外径,提升轻便性,适合工业化推广使用。但是研究发现,没有通过对换热腔的内外结构、填充材料和绝缘导热材料进行合理改进,以进一步提高电缆产品的换热降温效率、柔性和抗冲击性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新能源汽车用耐高温高柔性屏蔽电缆,用于解决现有技术中没有通过对换热腔的内外结构、填充材料和绝缘导热材料进行合理改进,以进一步提高电缆产品的换热降温效率、柔性和抗冲击性的技术问题。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
本发明提供一种新能源汽车用耐高温高柔性屏蔽电缆,包括由外到内依次设置的无纺布层和绝缘护套层,绝缘护套层绕包而成的区域内设有若干个外表面接触的接地线芯、充电线芯、信号线芯和电源线芯,接地线芯、充电线芯、信号线芯、电源线芯的外围与绝缘护套层的内腔体填充有柔性填充纤维绳;
所述充电线芯包括从内到外依次设置的充电导体、绝缘导热层和柔性绝缘层,绝缘导热层与柔性绝缘层之间形成有换热腔,换热腔的内部相对充电导体中心环形阵列分布多个弹性储液条,弹性储液条的表面具有致密的出液孔,换热腔内填充有换热介质。
作为本发明进一步改进的方案,所述接地线芯包括从内到外依次设置的接地导体和接地绝缘层,电源线芯包括从内到外依次设置的电源导体和电源绝缘层;信号线芯包括从内到外依次设置的中心加强件、铝箔屏蔽层和外护套层,中心加强件与铝箔屏蔽层之间环形陈列分布有若干个信号导体。
作为本发明进一步改进的方案,所述柔性填充纤维绳的制备方法包括以下步骤:
步骤一,将己内酰胺、己二酸和去离子水加入至反应釜内,升温至230~240℃,保温密闭搅拌反应2~3小时,缓慢释放压力至常压,通入氮气排出釜内剩余气体得到聚酰胺预聚物;
步骤一的化学反应式如下:
步骤二,将乙二醇、乙二醇锑、无水乙酸钠、亚磷酸三苯酯和聚乙二醇2000加入至反应釜内,充入氮气加压至0.1~0.2MPa,升温至240~250℃,保温搅拌反应1~2小时,缓释释放压力至常压,通入氮气排出釜内水分,得到酯化预聚物;
步骤二的化学反应式如下:
步骤三,抽真空至反应釜内真空度达到100Pa,升温至275℃,保温除去乙二醇,停止搅拌,自然冷却,切粒,110~120℃干燥至恒重得到聚酰胺基弹性体;
聚酰胺基弹性体的理论化学式如下:
步骤四,将聚酰胺基弹性体与云母粉、苯乙烯-马来酸酐共聚物按照质量比8~10:0.2~0.4:1~3混合均匀后,通入熔融纺丝机内熔融纺丝得到柔性纤维长丝,柔性纤维长丝经热牵伸、制绳后得到柔性填充纤维绳。
作为本发明进一步改进的方案,所述己内酰胺、己二酸和去离子水的用量比为8mol:1mol:9g;所述乙二醇、乙二醇锑、无水乙酸钠、亚磷酸三苯酯和聚乙二醇2000的用量比为1mol:0.21g:0.35g:0.35g:450g。
作为本发明进一步改进的方案,熔融纺丝机的喷丝孔孔径为0.4mm,纺丝速度为500m/min,纺丝组件的温度为210℃;制绳时的捻度为40~50捻/m,制绳直径为8~10mm。
作为本发明进一步改进的方案,所述绝缘导热层由绝缘导热层料挤出得到,绝缘导热层料的制备方法包括以下步骤:
步骤一,将短切芳纶纤维依次通过丙酮、乙醇、去离子水的清洗过滤后,70~80℃真空干燥至恒重,得到洁净短切芳纶纤维,备用;将共聚石油树脂和氮化硼纳米片在60~70℃下干燥4~6小时,备用;
步骤二,将洁净短切芳纶纤维、共聚石油树脂和氮化硼纳米片按照质量比5~8:2~3:0.4~1.2混合均匀,通过单螺杆挤出机熔融挤出,熔融循环3次,得到混合挤出料;其中,单螺杆挤出机的温区温度为170~190℃,挤出口的直径为3~5mm;
步骤三,将混合挤出料通入平板硫化机内,在140~160℃的热压温度下,以4~6MPa的压力保温热压20~30min得到绝缘导热层料。
作为本发明进一步改进的方案,所述短切芳纶纤维的拉伸强度为2900MPa,初始模量为120GPa,延伸率为2.5%,杨氏模量为122~132MPa,密度为1.42g/cm3,断裂应变为1.9~4%;共聚石油树脂为C5/C9共聚石油树脂,其软化点为96±4℃,数均分子量为1000;氮化硼纳米片的纯度≥98%,堆积密度为0.1~0.3g/cm3
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
1、本发明的新能源汽车用屏蔽电缆,在传统的无纺布层、绝缘护套层、多种线芯结构的基础上进行改进,通过在绝缘护套层的内部设置柔性填充纤维绳,不仅对多种线芯结构提供了良好支撑保护,也在整体上提高了屏蔽电缆的柔韧性和抗弯折强度;换热腔内部相对充电导体中心环形阵列分布的多个弹性储液条,利于屏蔽电缆弯折过程中换热腔内部换热介质的流通和暂存,增加了换热介质与绝缘导热层的接触面积,提高了充电导体通电升温过程中的换热降温效率。
2、本发明的柔性填充纤维绳,通过控制己内酰胺、己二酸和聚乙二醇的配比,得到不同软硬段比例的聚酰胺基弹性体;良好弹性、绝缘性和附着力的云母粉,附着在聚酰胺基弹性体的表面;苯乙烯-马来酸酐共聚物具有良好的抗冲击性和耐热性,熔融纺丝的过程中聚酰胺链段占主导,伴随着聚乙二醇链段以及苯乙烯-马来酸酐链段的嵌入,使得最终制得的纤维绳具有良好的回弹性、抗冲击性和柔性。
3、本发明的绝缘导热层料中,短切芳纶纤维具有高强度、高模量,共聚石油树脂具有良好的绝缘性、导热性和粘结性,能够良好粘结短切芳纶纤维和氮化硼纳米片,由于氮化硼粒子的体积排斥和空间位阻效应,作为填料与短切芳纶纤维形成了高效的三维导热通路,具有良好的弯曲模量、弯曲强度和更低的热膨胀系数,制备得到的绝缘导热层对换热腔有力支撑,避免换热介质的泄漏,同时将充电导体产生的热量通过导热通路迅速传导至换热腔内。
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做简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例的一种新能源汽车用耐高温高柔性屏蔽电缆的截面视图;
图2示出了本发明实施例的另一种新能源汽车用耐高温高柔性屏蔽电缆的截面视图。
附图标记:10、无纺布层;20、绝缘护套层;30、接地线芯;31、接地导体;32、接地绝缘层;40、充电线芯;41、充电导体;42、绝缘导热层;43、柔性绝缘层;44、换热腔;45、弹性储液条;46、出液孔;50、信号线芯;51、中心加强件;52、铝箔屏蔽层;53、外护套层;54、信号导体;60、电源线芯;61、电源导体;62、电源绝缘层;70、柔性填充纤维绳。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
参阅图1-2所示,本实施例提供一种新能源汽车用耐高温高柔性屏蔽电缆,包括由外到内依次设置的无纺布层10和绝缘护套层20,绝缘护套层20绕包而成的区域内设有若干个外表面接触的接地线芯30、充电线芯40、信号线芯50和电源线芯60,接地线芯30、充电线芯40、信号线芯50、电源线芯60的外围与绝缘护套层20的内腔体填充有柔性填充纤维绳70。
其中,接地线芯30、充电线芯40、信号线芯50和电源线芯60的分布方式,呈现如图1所示的两个充电线芯40对称设置,若干个接地线芯30、信号线芯50和电源线芯60对称分布在绝缘护套层20的间隙内;或者呈现如图2所示的非对称设置的分布方式。当然,各个线芯的大小、尺寸、设置方式可以根据新能源汽车的充电需求进行配套设计和调整。
充电线芯40包括从内到外依次设置的充电导体41、绝缘导热层42和柔性绝缘层43,绝缘导热层42与柔性绝缘层43之间形成有换热腔44,换热腔44的内部相对充电导体41中心环形阵列分布多个弹性储液条45,弹性储液条45的表面具有致密的出液孔46,换热腔44内填充有换热介质。其中,弹性储液条45的形状优选弧形,出液孔的孔径为0.1~0.2mm,换热介质选自乙醇,换热腔44的两端通过封装堵头进行封堵,方便更换和补充换热介质。当屏蔽电缆受到挤压变形时,换热介质在换热腔44内流动更加频繁,少部分换热介质会通过出液孔46在弹性储液条45内流通,减缓换热腔44的瞬时压力,提高换热腔44的抗压强度。
接地线芯30包括从内到外依次设置的接地导体31和接地绝缘层32,电源线芯60包括从内到外依次设置的电源导体61和电源绝缘层62。信号线芯50包括从内到外依次设置的中心加强件51、铝箔屏蔽层52和外护套层53,中心加强件51与铝箔屏蔽层52之间环形陈列分布有若干个信号导体54。
绝缘护套层20、柔性绝缘层43和弹性储液条45的材料为高强度聚氨酯树脂,接地绝缘层32、电源绝缘层62和外护套层53的材料为聚氯乙烯树脂。
柔性填充纤维绳的制备方法包括以下步骤:
步骤一,将905.3g己内酰胺、146.14g己二酸和9g去离子水加入至反应釜内,升温至235℃,保温密闭搅拌反应2.5小时,缓慢释放压力至常压,通入氮气排出釜内剩余气体得到聚酰胺预聚物;
步骤二,将620g乙二醇、2.1g乙二醇锑、3.5g无水乙酸钠、3.5g亚磷酸三苯酯和4500g聚乙二醇2000加入至反应釜内,充入氮气加压至0.16MPa,升温至248℃,保温搅拌反应1.8小时,缓释释放压力至常压,通入氮气排出釜内水分,得到酯化预聚物;
步骤三,抽真空至反应釜内真空度达到100Pa以下,升温至275℃,保温除去乙二醇,停止搅拌,自然冷却,切粒,115℃干燥至恒重得到聚酰胺基弹性体;
步骤四,将850g聚酰胺基弹性体与26g云母粉、150g苯乙烯-马来酸酐共聚物混合均匀后,通入熔融纺丝机内熔融纺丝得到柔性纤维长丝,柔性纤维长丝经热牵伸、制绳后得到柔性填充纤维绳。熔融纺丝机的喷丝孔孔径为0.4mm,纺丝速度为500m/min,纺丝组件的温度为210℃;制绳时的捻度为45捻/m,制绳直径为9mm。
绝缘导热层由绝缘导热层料挤出得到,绝缘导热层料的制备方法包括以下步骤:
步骤一,将短切芳纶纤维依次通过丙酮、乙醇、去离子水的清洗过滤后,76℃真空干燥至恒重,得到洁净短切芳纶纤维,备用;将共聚石油树脂和氮化硼纳米片在65℃下干燥5.2小时,备用;其中,短切芳纶纤维的拉伸强度为2900MPa,初始模量为120GPa,延伸率为2.5%,杨氏模量为122~132MPa,密度为1.42g/cm3,断裂应变为1.9~4%;共聚石油树脂为C5/C9共聚石油树脂,其软化点为96±4℃,数均分子量为1000;氮化硼纳米片的纯度≥98%,堆积密度为0.1~0.3g/cm3
步骤二,将洁净短切芳纶纤维、共聚石油树脂和氮化硼纳米片按照质量比7:2.5:0.8混合均匀,通过单螺杆挤出机熔融挤出,熔融循环3次,得到混合挤出料;其中,单螺杆挤出机的温区温度为180℃,挤出口的直径为4mm;
步骤三,将混合挤出料通入平板硫化机内,在147℃的热压温度下,以5.2MPa的压力保温热压26min得到绝缘导热层料。
实施例2
如图1所示,本实施例的新能源汽车用耐高温高柔性屏蔽电缆,与实施例1的区别在于,换热介质选自水,绝缘护套层20、柔性绝缘层43和弹性储液条45的材料为高弹硅橡胶树脂,接地绝缘层32、电源绝缘层62和外护套层53的材料为氟树脂。
柔性填充纤维绳的制备方法包括以下步骤:
步骤一,将905.3g己内酰胺、146.14g己二酸和9g去离子水加入至反应釜内,升温至237℃,保温密闭搅拌反应2.8小时,缓慢释放压力至常压,通入氮气排出釜内剩余气体得到聚酰胺预聚物;
步骤二,将620g乙二醇、2.1g乙二醇锑、3.5g无水乙酸钠、3.5g亚磷酸三苯酯和4500g聚乙二醇2000加入至反应釜内,充入氮气加压至0.13MPa,升温至245℃,保温搅拌反应1.6小时,缓释释放压力至常压,通入氮气排出釜内水分,得到酯化预聚物;
步骤三,抽真空至反应釜内真空度达到100Pa以下,升温至275℃,保温除去乙二醇,停止搅拌,自然冷却,切粒,118℃干燥至恒重得到聚酰胺基弹性体;
步骤四,将930g聚酰胺基弹性体与33g云母粉、260g苯乙烯-马来酸酐共聚物混合均匀后,通入熔融纺丝机内熔融纺丝得到柔性纤维长丝,柔性纤维长丝经热牵伸、制绳后得到柔性填充纤维绳。熔融纺丝机的喷丝孔孔径为0.4mm,纺丝速度为500m/min,纺丝组件的温度为210℃;制绳时的捻度为50捻/m,制绳直径为8.5mm。
绝缘导热层由绝缘导热层料挤出得到,绝缘导热层料的制备方法包括以下步骤:
步骤一,将短切芳纶纤维依次通过丙酮、乙醇、去离子水的清洗过滤后,80℃真空干燥至恒重,得到洁净短切芳纶纤维,备用;将共聚石油树脂和氮化硼纳米片在66℃下干燥5.6小时,备用;其中,短切芳纶纤维的拉伸强度为2900MPa,初始模量为120GPa,延伸率为2.5%,杨氏模量为122~132MPa,密度为1.42g/cm3,断裂应变为1.9~4%;共聚石油树脂为C5/C9共聚石油树脂,其软化点为96±4℃,数均分子量为1000;氮化硼纳米片的纯度≥98%,堆积密度为0.1~0.3g/cm3
步骤二,将洁净短切芳纶纤维、共聚石油树脂和氮化硼纳米片按照质量比7.5:2.8:1.1混合均匀,通过单螺杆挤出机熔融挤出,熔融循环3次,得到混合挤出料;其中,单螺杆挤出机的温区温度为185℃,挤出口的直径为3mm;
步骤三,将混合挤出料通入平板硫化机内,在156℃的热压温度下,以6MPa的压力保温热压26min得到绝缘导热层料。
实施例3
如图1所示,本实施例的新能源汽车用耐高温高柔性屏蔽电缆,与实施例1的区别在于,换热介质选自导热油,柔性填充纤维绳的制备方法包括以下步骤:
步骤一,将905.3g己内酰胺、146.14g己二酸和9g去离子水加入至反应釜内,升温至232℃,保温密闭搅拌反应3小时,缓慢释放压力至常压,通入氮气排出釜内剩余气体得到聚酰胺预聚物;
步骤二,将620g乙二醇、2.1g乙二醇锑、3.5g无水乙酸钠、3.5g亚磷酸三苯酯和4500g聚乙二醇2000加入至反应釜内,充入氮气加压至0.2MPa,升温至250℃,保温搅拌反应1.4小时,缓释释放压力至常压,通入氮气排出釜内水分,得到酯化预聚物;
步骤三,抽真空至反应釜内真空度达到100Pa以下,升温至275℃,保温除去乙二醇,停止搅拌,自然冷却,切粒,120℃干燥至恒重得到聚酰胺基弹性体;
步骤四,将990g聚酰胺基弹性体与40g云母粉、280g苯乙烯-马来酸酐共聚物混合均匀后,通入熔融纺丝机内熔融纺丝得到柔性纤维长丝,柔性纤维长丝经热牵伸、制绳后得到柔性填充纤维绳。熔融纺丝机的喷丝孔孔径为0.4mm,纺丝速度为500m/min,纺丝组件的温度为210℃;制绳时的捻度为42捻/m,制绳直径为10mm。
绝缘导热层由绝缘导热层料挤出得到,绝缘导热层料的制备方法包括以下步骤:
步骤一,将短切芳纶纤维依次通过丙酮、乙醇、去离子水的清洗过滤后,73℃真空干燥至恒重,得到洁净短切芳纶纤维,备用;将共聚石油树脂和氮化硼纳米片在70℃下干燥4.2小时,备用;其中,短切芳纶纤维的拉伸强度为2900MPa,初始模量为120GPa,延伸率为2.5%,杨氏模量为122~132MPa,密度为1.42g/cm3,断裂应变为1.9~4%;共聚石油树脂为C5/C9共聚石油树脂,其软化点为96±4℃,数均分子量为1000;氮化硼纳米片的纯度≥98%,堆积密度为0.1~0.3g/cm3
步骤二,将洁净短切芳纶纤维、共聚石油树脂和氮化硼纳米片按照质量比7.8:2.5:1.1混合均匀,通过单螺杆挤出机熔融挤出,熔融循环3次,得到混合挤出料;其中,单螺杆挤出机的温区温度为190℃,挤出口的直径为3mm;
步骤三,将混合挤出料通入平板硫化机内,在156℃的热压温度下,以6MPa的压力保温热压25min得到绝缘导热层料。
对比例1
如图1-2所示,本对比例的新能源汽车用耐高温高柔性屏蔽电缆,与实施例1的区别在于,充电线芯40包括从内到外依次设置的充电导体41、绝缘导热层42和柔性绝缘层43,绝缘导热层42与柔性绝缘层43之间无间隙。
对比例2
如图1-2所示,本对比例的新能源汽车用耐高温高柔性屏蔽电缆,与实施例1的区别在于,柔性填充纤维绳70制备时未添加云母粉和苯乙烯-马来酸酐共聚物。
对比例3
如图1-2所示,本对比例的新能源汽车用耐高温高柔性屏蔽电缆,与实施例1的区别在于,绝缘导热层42制备时未添加氮化硼纳米片。
性能测试
针对实施例1-3和对比例1-3的新能源汽车用耐高温高柔性屏蔽电缆,参照国家标准GB/T 33594-2017《电动汽车充电用电缆》进行抗张强度和断裂伸长率的测试,进行空气烘箱老化试验后抗张强度和断裂伸长率的测试,以及低温拉伸试验后的断裂伸长率测试,具体测试结果见下表:
观察上表的测试结果可以发现,本发明实施例制备的新能源汽车用耐高温高柔性屏蔽电缆,在物理机械性能的抗张强度和断裂伸长率方面优于对比例,而且空气烘箱老化试验后的抗张强度和断裂伸长率优于对比例,低温拉伸试验后的断裂伸长率优于对比例,说明耐高低温性能、柔性更佳,适合高温高压环境下的长期使用。
对比例1由于取消了换热腔和弹性储液条的设置,不利于屏蔽电缆弯折过程中换热腔内部换热介质的流通和暂存,使其弹性和耐高温性能有一定的下降。对比例2由于柔性填充纤维绳制备时未添加云母粉和苯乙烯-马来酸酐共聚物,无法具备良好弹性、绝缘性和附着力的云母粉以及良好的抗冲击性和耐热性的苯乙烯-马来酸酐共聚物,使得回弹性、抗冲击性和柔性降低。对比例3由于绝缘导热层制备时未添加氮化硼纳米片,无法通过氮化硼填料形成高效的三维导热通路,降温散热效率降低,耐高温性能降低。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可做很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (3)

1.新能源汽车用耐高温高柔性屏蔽电缆,包括由外到内依次设置的无纺布层(10)和绝缘护套层(20),绝缘护套层(20)绕包而成的区域内设有若干个外表面接触的接地线芯(30)、充电线芯(40)、信号线芯(50)和电源线芯(60),其特征在于,接地线芯(30)、充电线芯(40)、信号线芯(50)、电源线芯(60)的外围与绝缘护套层(20)的内腔体填充有柔性填充纤维绳(70);
所述充电线芯(40)包括从内到外依次设置的充电导体(41)、绝缘导热层(42)和柔性绝缘层(43),绝缘导热层(42)与柔性绝缘层(43)之间形成有换热腔(44),换热腔(44)的内部相对充电导体(41)中心环形阵列分布多个弹性储液条(45),弹性储液条(45)的表面具有致密的出液孔(46),换热腔(44)内填充有换热介质;
所述接地线芯(30)包括从内到外依次设置的接地导体(31)和接地绝缘层(32),电源线芯(60)包括从内到外依次设置的电源导体(61)和电源绝缘层(62);信号线芯(50)包括从内到外依次设置的中心加强件(51)、铝箔屏蔽层(52)和外护套层(53),中心加强件(51)与铝箔屏蔽层(52)之间环形陈列分布有若干个信号导体(54);
所述柔性填充纤维绳的制备方法包括以下步骤:
步骤一,将己内酰胺、己二酸和去离子水加入至反应釜内,升温至230~240℃,保温密闭搅拌反应2~3小时,缓慢释放压力至常压,通入氮气排出釜内剩余气体得到聚酰胺预聚物;
步骤二,将乙二醇、乙二醇锑、无水乙酸钠、亚磷酸三苯酯和聚乙二醇2000加入至反应釜内,充入氮气加压至0.1~0.2MPa,升温至240~250℃,保温搅拌反应1~2小时,缓释释放压力至常压,通入氮气排出釜内水分,得到酯化预聚物;
步骤三,抽真空至反应釜内真空度达到100Pa,升温至275℃,保温除去乙二醇,停止搅拌,自然冷却,切粒,110~120℃干燥至恒重得到聚酰胺基弹性体;
步骤四,将聚酰胺基弹性体与云母粉、苯乙烯-马来酸酐共聚物按照质量比8~10:0.2~0.4:1~3混合均匀后,通入熔融纺丝机内熔融纺丝得到柔性纤维长丝,柔性纤维长丝经热牵伸、制绳后得到柔性填充纤维绳;
所述己内酰胺、己二酸和去离子水的用量比为8mol:1mol:9g;所述乙二醇、乙二醇锑、无水乙酸钠、亚磷酸三苯酯和聚乙二醇2000的用量比为1mol:0.21g:0.35g:0.35g:450g;
熔融纺丝机的喷丝孔孔径为0.4mm,纺丝速度为500m/min,纺丝组件的温度为210℃;制绳时的捻度为40~50捻/m,制绳直径为8~10mm。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车用耐高温高柔性屏蔽电缆,其特征在于,所述绝缘导热层由绝缘导热层料挤出得到,绝缘导热层料的制备方法包括以下步骤:
步骤一,将短切芳纶纤维依次通过丙酮、乙醇、去离子水的清洗过滤后,70~80℃真空干燥至恒重,得到洁净短切芳纶纤维,备用;将共聚石油树脂和氮化硼纳米片在60~70℃下干燥4~6小时,备用;
步骤二,将洁净短切芳纶纤维、共聚石油树脂和氮化硼纳米片按照质量比5~8:2~3:0.4~1.2混合均匀,通过单螺杆挤出机熔融挤出,熔融循环3次,得到混合挤出料;其中,单螺杆挤出机的温区温度为170~190℃,挤出口的直径为3~5mm;
步骤三,将混合挤出料通入平板硫化机内,在140~160℃的热压温度下,以4~6MPa的压力保温热压20~30min得到绝缘导热层料。
3.根据权利要求2所述的新能源汽车用耐高温高柔性屏蔽电缆,其特征在于,所述短切芳纶纤维的拉伸强度为2900MPa,初始模量为120GPa,延伸率为2.5%,杨氏模量为122~132MPa,密度为1.42g/cm3,断裂应变为1.9~4%;共聚石油树脂为C5/C9共聚石油树脂,其软化点为96±4℃,数均分子量为1000;氮化硼纳米片的纯度≥98%,堆积密度为0.1~0.3g/cm3
CN202310676673.8A 2023-06-08 2023-06-08 新能源汽车用耐高温高柔性屏蔽电缆 Active CN116741439B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310676673.8A CN116741439B (zh) 2023-06-08 2023-06-08 新能源汽车用耐高温高柔性屏蔽电缆

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310676673.8A CN116741439B (zh) 2023-06-08 2023-06-08 新能源汽车用耐高温高柔性屏蔽电缆

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116741439A CN116741439A (zh) 2023-09-12
CN116741439B true CN116741439B (zh) 2023-11-21

Family

ID=87916233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310676673.8A Active CN116741439B (zh) 2023-06-08 2023-06-08 新能源汽车用耐高温高柔性屏蔽电缆

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116741439B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3330976A1 (de) * 2016-12-05 2018-06-06 LEONI Kabel Holding GmbH Hochstromkabel und stromversorgungssystem mit hochstromkabel
CN208460422U (zh) * 2018-07-27 2019-02-01 中天科技装备电缆有限公司 一种冷却型耐高温直流充电电缆
CN113140357A (zh) * 2021-05-18 2021-07-20 昆山信昌电线电缆有限公司 新能源汽车用直流大功率柔性充电电缆
CN217280131U (zh) * 2022-04-24 2022-08-23 西安西电光电缆有限责任公司 一种电动汽车大功率充电液冷电缆
CN116206812A (zh) * 2022-11-08 2023-06-02 无锡市明珠电缆有限公司 电动汽车快速充电电缆

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3330976A1 (de) * 2016-12-05 2018-06-06 LEONI Kabel Holding GmbH Hochstromkabel und stromversorgungssystem mit hochstromkabel
CN208460422U (zh) * 2018-07-27 2019-02-01 中天科技装备电缆有限公司 一种冷却型耐高温直流充电电缆
CN113140357A (zh) * 2021-05-18 2021-07-20 昆山信昌电线电缆有限公司 新能源汽车用直流大功率柔性充电电缆
CN217280131U (zh) * 2022-04-24 2022-08-23 西安西电光电缆有限责任公司 一种电动汽车大功率充电液冷电缆
CN116206812A (zh) * 2022-11-08 2023-06-02 无锡市明珠电缆有限公司 电动汽车快速充电电缆

Also Published As

Publication number Publication date
CN116741439A (zh) 2023-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100392769C (zh) 纵向水密封电缆/电线
CN106046799A (zh) 用于电力设备的阻燃导热绝缘硅橡胶制品及其制备方法
CN208460422U (zh) 一种冷却型耐高温直流充电电缆
CN116741439B (zh) 新能源汽车用耐高温高柔性屏蔽电缆
CN113035417A (zh) 一种硬度可变柔性电缆
CN209388735U (zh) 一种高阻燃高绝缘性耐压线缆
CN114360791B (zh) 一种高抗压电力电缆
CN213025466U (zh) 一种高抗压强度电线
CN207651194U (zh) 一种防鼠蚁、高散热光伏电缆
CN216353543U (zh) 抗老化耐压电力电缆
CN220829851U (zh) 柔性液冷充电电缆
CN216015729U (zh) 汽车空调管路防护热缩管
CN101540216A (zh) 150℃辐照交联计算机电缆及其制造方法
CN109904820A (zh) 一种悬垂用预绞式安全备份线夹
JPS583327B2 (ja) 絶縁被覆を有する電気導体の製造方法
CN117831841B (zh) 带内冷循环的电缆及制备方法
CN210516303U (zh) 中压电力电缆
CN220456130U (zh) 一种柔性耐冷荧光电线
CN215417642U (zh) 一种云母带矿物绝缘波纹铜护套电缆
CN111403074B (zh) 一种轨道交通用大截面直流牵引电缆及其制造工艺
CN215643736U (zh) 一种耐压阻燃电缆
CN101540215B (zh) 150℃辐照交联控制电缆及其制造方法
CN214099222U (zh) 一种耐磨型的硅橡胶绝缘电缆
CN216697867U (zh) 一种铜芯交联聚乙烯绝缘橡胶护套矿用通信电缆
CN221427406U (zh) 一种高压绝缘电力电缆

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: 238331 Yaogou Industrial Zone, Wuwei City, Wuhu City, Anhui Province

Patentee after: Anhui Expedition Transmission Technology Co.,Ltd.

Country or region after: China

Address before: 238335 YAOGOU Industrial Zone, Wuwei County, Wuhu City, Anhui Province

Patentee before: ANHUI YUANZHENG CABLE TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Country or region before: China

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: High temperature and high flexibility shielded cables for new energy vehicles

Granted publication date: 20231121

Pledgee: Agricultural Bank of China Co.,Ltd. Wuwei City Sub branch

Pledgor: Anhui Expedition Transmission Technology Co.,Ltd.

Registration number: Y2024980036244