CN210039674U - 用于电动汽车充电桩的电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于电动汽车充电桩的电缆，具有充电电芯以及弱电电芯的电芯、绕包在所述电芯外的聚酯带外护层、绕包在聚酯带外护层外的总屏蔽层；绕包在复合屏蔽层外的隔离层、绕包在隔离层外的编织层、设置在编织层外的外护套层、填充在充电电芯与弱电电芯之间的、并由所述聚酯带外护层包覆的填充层。弱电电芯包括柔性线芯以及绕制在柔性线芯上的铜丝，所述柔性线芯由芳纶与不锈钢丝混杂同心绞合形成，其中含芳纶80％‑90％，节距倍数为5‑10倍。本实用新型的电缆屏蔽性优良，并具有良好耐弯折和耐热性能。

Description

用于电动汽车充电桩的电缆

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车技术领域，尤其是充电桩上使用的充电电缆。

背景技术

随着新能源汽车尤其是插电式以及纯电动汽车的普及使用，需要像传统燃油汽车的加油站一样地布设充电桩，充电桩作为电动汽车最直接的配套得到了大力发展，其涉及到电源转换、充电控制、计费以及线缆，电源转换、充电控制、计费均为软件设计问题，只有线缆设计属于硬件设计问题。充电桩的线缆既需要进行电能的传输，也需要进行数据信息的传输，其中包括电能动力线芯(强电线芯)以及弱电线芯，在实际充电使用的过程，经常收到拖拉、弯折、汽车碾压，甚至对折，容易对线缆造成损害，尤其是在碾压时对较细的弱电线芯造成的损害以及弯曲对折时对强电线芯的损害，因而对线缆的延展性、耐折弯、耐热、耐压等多方面提出较高的要求。

现有技术对线缆的弯曲性能进行了比较多的研究，例如采用强电线芯采用编制铜网和复绞单丝相结合的方式，提高耐弯折性能，或者采用单独的多股软铜丝绞合的导体，并在导体外挤包弹性体绝缘层；但这些方式虽然对耐弯折性能有所建树，能够起到一定的改善，但从充电线缆的弱电、强电线芯本身角度出发，仍有改善空间和必要性，以在屏蔽性能、耐弯折以及耐高温等性能上得到提升。柔性线芯对线缆的质量有着重要的影响，柔性线芯的传统的制作方式需要人工控制对原料进行混杂绞合，无法保证柔性线芯的绞合的紧密度，直接影响线缆的使用效果。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种屏蔽优良并具有良好耐弯折性能的用于电动汽车充电桩的电缆。

为达成上述目的，本实用新型提出如下技术方案：

用于电动汽车充电桩的电缆，包括：具有充电电芯以及弱电电芯的电芯，所述充电电芯，构造为在充电桩与电动汽车之间的电能传输媒介；所述弱电电芯构造为具有相同结构的信号电芯和控制电芯；多个充电电芯与多个弱电电芯之间两两相切地分布；

绕包在所述电芯外的聚酯带外护层；

绕包在聚酯带外护层外的总屏蔽层；

绕包在总屏蔽层外的隔离层；

绕包在隔离层外的编织层；

设置在编织层外的外护套层；以及填充在充电电芯与弱电电芯之间的、并由所述聚酯带外护层包覆的填充层；

其中，所述弱电电芯包括柔性线芯以及绕制在柔性线芯上的铜丝，所述柔性线芯由芳纶与不锈钢丝混杂同心绞合形成，其中含芳纶80％-90％，节距倍数为5-10倍；

铜丝外挤包有绝缘层；

绝缘层外绕包有金属丝与纤维编织形成的复合屏蔽层；

复合屏蔽层外包覆聚酯带层；

并且，所述复合屏蔽层包含金属丝60％-70％，编织角度控制在45±5°，编织密度大于 80％，屏蔽层厚度为0.3mm-0.5mm；

所述充电电芯由多根镀银铜丝或镀锡铜丝绞合后额外再编织一层镀银铜丝或镀锡铜丝组成。

优选地，所述聚酯带外护层的厚度为0.04-0.2mm。

优选地，所述弱电电芯的绝缘层包括高抗撕裂性硅橡胶绝缘层，厚度为0.5-1mm。

优选地，所述隔离层包括聚氯乙烯、聚乙烯或者聚烯烃隔离层，厚度为0.8-2mm。

优选地，所述编织层包括芳纶编织层，厚度在0.3-0.5mm，编制密度大于80％。

优选地，所述外护套层采用聚氯乙烯-橡胶混合物挤包在编织层上形成，厚度在1-3mm；

所述外护套层在挤包过程中，所述聚氯乙烯-橡胶混合物中掺杂有氧化铝或者碳化硅耐磨颗粒以及石墨粉，耐磨颗粒粒径在40-60nm，石墨粉粒径30-40nm。

由以上本实用新型的技术方案可见，本实用新型的有益效果在于：

1、由于传统的线缆中使用芳纶作为柔性中心，是因为芳纶的拉伸强度和初始模量高，但其延伸率较低，耐热性不好，而且柔性线芯质量直接影响线缆的质量，选择传统的方法制备对芳纶与不锈钢丝混杂绞合，无法保证柔性线芯的绞合的紧密度，直接影响线缆的使用效果，本实用新型使用芳纶与不锈钢的复合材料绞合，利于芳纶高强度、高韧性的特点，同时利于不锈钢丝的耐热性优良，而且高模量的特点，形成的柔性中心带的耐温好、模量高且延伸率效果优良，提高抗弯折性能；

2、在柔性中心的基础上进行金属铜丝的绕制，控制以小节距规则绞合，进一步提高弱电电芯抗弯折性能；

3、弱电电芯以及总屏蔽层中使用复合屏蔽器，实现信号干扰屏蔽，同时利用金属与纤维的编织进一步增强抗弯折性能；

4、外护套层使用复合混合物，其中掺杂的颗粒增强线缆的耐磨和拉伸性能，提高线缆的使用寿命；

5、对于传统充电铜导体的过硬问题，采用多根镀银铜丝或镀锡铜丝绞合后额外再编织一层镀银铜丝或镀锡铜丝，防止该导体松散和提高柔性。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中

图1是本实用新型的用于电动汽车充电桩的电缆的截面示意图。

图2是本实用新型的用于电动汽车充电桩的电缆的弱电线缆的示意图。

图3是本实用新型的电缆的制备工艺示意图。

具体实施方式

为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合上述附图1-3说明如下。

在本公开中参照附图来描述本实用新型的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本实用新型的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本实用新型所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本实用新型公开的一些方面可以单独使用，或者与本实用新型公开的其他方面的任何适当组合来使用。

【实施例1-电缆及电缆制备】

结合图1、2所示，本实用新型的第一方面公开一种用于电动汽车充电桩的电缆，包括电芯、绕包在电芯外的聚酯带外护层30、绕包在聚酯带外护层30外的总屏蔽层40、绕包在复合屏蔽层40外的隔离层50、绕包在隔离层50外的编织层60、设置在编织层60外的外护套层80和填充在充电电芯10与弱电电芯20之间的、并由聚酯带外护层30包覆的填充层90。

外护套层80采用聚氯乙烯-橡胶混合物挤包在编织层上形成，厚度在1-3mm。填充层90 采用尼龙填充料进行填充。

结合图1、2所示，电芯具有充电电芯10(强电电芯)以及弱电电芯20，充电电芯10，构造为在充电桩与电动汽车之间的电能传输媒介。弱电电芯20具有相同结构的信号电芯和控制电芯；多个充电电芯10与多个弱电电芯20之间两两相切地分布。

结合图1、2，三个充电电芯形成正立的正三角形分布，并两两相切，三个弱电电芯形成倒立的正三角形分布并位于充电电芯相切的空隙位置，形成对称结构。

优选的例子中，弱电电芯20包括柔性线芯21以及绕制在柔性线芯21上的铜丝22，柔性线芯21由芳纶与不锈钢丝混杂同心绞合形成，其中含芳纶80％-90％，节距倍数为5-10倍。铜丝22外挤包有绝缘层23。绝缘层外绕包有金属丝与纤维编织形成的复合屏蔽层24。复合屏蔽层24外包覆聚酯带层25。如此，形成的弱电电芯通过柔性线芯(柔性中心)结合铜丝的绕制实现优异的抗弯折性能。

在尤其优选的例子中，复合屏蔽层24中包含金属丝60％-70％，编织角度控制在45±5°，编织密度大于80％，厚度为0.3mm-0.5mm。在试验过程中，通过上述实施例的弱电电芯20以及采用这样的电芯20的线缆在25摄氏度环境温度下，经过5000次的弯折试验后，仍然保持良好状态，电性接触良好，而且外护套层表面无裂痕，具有良好的耐热性和抗弯折性能。

同时，我们在试验过程中，分别采用1T(对应于A0、A1等微型、紧凑型电动汽车、混动车)和2T(对应于中高档电动汽车、混动汽车)的压力负载对线缆分别进行模拟压力测试，在测试10000次后，线缆仍能够保持在压力释放后恢复原型，并能够保证电接触良好。

在优选的实施例中，聚酯带外护层30为聚酯带绕包层，聚酯带绕包层的厚度为0.04-0.2mm。

在优选的实施例中，弱电电芯20的绝缘层包括硅橡胶绝缘层，厚度为0.5-1mm。

在优选的实施例中，隔离层50包括聚氯乙烯隔离层或者聚乙烯或聚烯烃隔离层，厚度为 0.8-2mm。

在优选的实施例中，编织层60包括芳纶编织层，厚度在0.05-0.2mm，编制密度大于80％。

在优选的实施例中，外护套层80在挤包过程中，聚氯乙烯-橡胶混合物中掺杂有氧化铝或者碳化硅耐磨颗粒以及石墨粉，耐磨颗粒粒径在40-60nm，石墨粉粒径30-40nm，如此本实用新型的实施例采用复合混合物掺杂的外护套层，掺杂的颗粒增强线缆的耐磨和拉伸性能，提高线缆的使用寿命。

【实施例2-电缆制备工艺】

结合图1和图3所示，在本实用新型公开的实施例中还提出一种用于电动汽车充电桩的电缆的制备工艺，包括以下步骤：

步骤1、充电电芯制备

采用多根镀银铜丝或镀锡铜丝绞合后额外再编织一层镀银铜丝或镀锡铜丝组成作为导电芯，分别在其外部绕包绝缘层，再在绝缘层外绕包纤维与金属丝复合编织的复合屏蔽层，其中绝缘层为硅橡胶绝缘层，厚度为1-2.4mm；复合屏蔽层中包含金属丝60％-70％，编织角度控制在45±5°，编织密度大于80％，屏蔽层厚度为0.3mm-0.8mm；在复合屏蔽层外表面绕包聚酯带层；

步骤2、弱电电芯制备

采用多根不锈钢丝与芳纶混杂同心绞合，其中含芳纶80％-90％，节距倍数为5-10倍，制成柔性线芯，截面为圆形；然后在柔性线芯上绕制铜丝，铜丝为退火铜丝，直径为0.12-0.3mm，节距倍数为5-10倍；然后在铜丝外挤包绝缘层，绝缘层为硅橡胶绝缘层，厚度为0.5-1mm；再在绝缘层外包覆复合屏蔽层，复合屏蔽层中包含金属丝60％-70％和30％-40％的纤维，编织角度控制在45±5°，编织密度大于80％，厚度为0.3mm-0.8mm；在复合屏蔽层外表面绕包聚酯带层；

步骤3、组合成缆

将步骤1和步骤2制备的电芯组合成缆，其中三个充电电芯形成正立的正三角形分布并两两相切，三个弱电电芯形成倒立的正三角形分布并位于充电电芯相切的空隙位置；在六个电芯的外部绕包聚酯带聚酯带层，厚度0.3-0.4mm；在六个电芯之间的空隙位置使用填充料进行填充；

步骤4、成缆后，在聚酯带外护层30的外部绕包总屏蔽层40，采用复合屏蔽层，其中包含金属丝60％-70％和30％-40％的纤维，编织角度控制在45±5°，编织密度大于80％，厚度为 0.04mm-0.2mm；

步骤5、在复合屏蔽层外包覆隔离层，隔离层为聚氯乙烯隔离层或者交联聚乙烯隔离层， 0.8-2mm；

步骤6、在隔离层外包覆编织层，编织层为芳纶编织层，其厚度在0.05-0.2mm，编制密度大于80％。

步骤7、在编织层外采用聚氯乙烯-橡胶混合物挤包以在编织层上形成外护套层，厚度在 1-3mm，其中挤包过程中，聚氯乙烯-橡胶混合物中掺杂有氧化铝或者碳化硅耐磨颗粒以及石墨粉，耐磨颗粒粒径在40-60nm，石墨粉粒径30-40nm。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.用于电动汽车充电桩的电缆，其特征在于，包括：具有充电电芯(10)以及弱电电芯(20)的电芯，所述充电电芯(10)，构造为在充电桩与电动汽车之间的电能传输媒介；所述弱电电芯(20)构造为具有相同结构的信号电芯和控制电芯；多个充电电芯(10)与多个弱电电芯(20)之间两两相切地分布；

绕包在所述电芯外的聚酯带外护层(30)；

绕包在聚酯带外护层(30)外的总屏蔽层(40)；

绕包在总屏蔽层(40)外的隔离层(50)；

绕包在隔离层(50)外的编织层(60)；

设置在编织层(60)外的外护套层(80)；

填充在充电电芯(10)与弱电电芯(20)之间的、并由所述聚酯带外护层(30)包覆的填充层(90)；

其中，所述弱电电芯(20)包括柔性线芯(21)以及绕制在柔性线芯(21)上的铜丝(22)，所述柔性线芯(21)由芳纶与不锈钢丝混杂同心绞合形成，其中含芳纶80％-90％，节距倍数为5-10倍；

铜丝(22)外挤包有绝缘层(23)；

绝缘层外绕包有金属丝与纤维编织形成的复合屏蔽层(24)；

复合屏蔽层(24)外包覆聚酯带层(25)；

其中，所述复合屏蔽层(24)包含金属丝60％-70％，编织角度控制在45±5°，编织密度大于80％，屏蔽层厚度为0.3-0.5mm。

2.根据权利要求1所述的用于电动汽车充电桩的电缆，其特征在于，所述聚酯带外护层(30)的厚度为0.04-0.2mm。

3.根据权利要求1所述的用于电动汽车充电桩的电缆，其特征在于，弱电电芯(20)的绝缘层包括高抗撕裂性硅橡胶绝缘层，厚度为0.5-1mm。

4.根据权利要求1所述的用于电动汽车充电桩的电缆，其特征在于，所述隔离层(50)包括聚氯乙烯、聚乙烯或者聚烯烃隔离层，厚度为0.8-2mm。

5.根据权利要求1所述的用于电动汽车充电桩的电缆，其特征在于，所述编织层(60)包括芳纶编织层，厚度在0.3-0.5mm，编制密度大于80％。

6.根据权利要求1所述的用于电动汽车充电桩的电缆，其特征在于，所述外护套层(80)采用聚氯乙烯-橡胶混合物挤包在编织层上形成，厚度在1-3mm。

7.根据权利要求6所述的用于电动汽车充电桩的电缆，其特征在于，所述外护套层(80)在挤包过程中，所述聚氯乙烯-橡胶混合物中掺杂有氧化铝或者碳化硅耐磨颗粒以及石墨粉，耐磨颗粒粒径在40-60nm，石墨粉粒径30-40nm。

8.根据权利要求1所述的用于电动汽车充电桩的电缆，其特征在于，所述填充层(90)为尼龙绳。

9.根据权利要求1所述的用于电动汽车充电桩的电缆，其特征在于，所述充电电芯(10)由多根镀银铜丝或镀锡铜丝绞合后额外再编织一层镀银铜丝或镀锡铜丝组成。

10.根据权利要求1所述的用于电动汽车充电桩的电缆，其特征在于，复合屏蔽层(24)中还包括与金属丝混合编织的芳纶。

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