CN218631427U

CN218631427U - 一种高耐温抗干扰柔性电缆

Info

Publication number: CN218631427U
Application number: CN202222257434.2U
Authority: CN
Inventors: 张东杰; 蒋宇; 初德成; 黎育明; 张广柱; 陈柏锦; 陈家欢
Original assignee: Jiangsu Shangshang Cable Group Co Ltd; Jiangsu Shangshang Cable Group New Material Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Shangshang Cable Group Co Ltd; Jiangsu Shangshang Cable Group New Material Co Ltd
Priority date: 2022-08-26
Filing date: 2022-08-26
Publication date: 2023-03-14
Anticipated expiration: 2032-08-26

Abstract

一种高耐温抗干扰柔性电缆，是由线芯绞合构成缆芯，缆芯外保护防护层构成。线芯包括一根地线芯和多根动力线芯，它们绞合构成缆芯，在缆芯的轴线位置还有一根柔性耐温加捻型纤维填充；防护层包括自内而外包裹在缆芯外的复合屏蔽层和外护层；在复合屏蔽层内的各个线芯之间的间隙内充满柔性耐温材料构成的内衬层；复合屏蔽层包括自内而外的内铝箔金属屏蔽层、镀锡铜丝编织网、外铝箔金属屏蔽层；内、外铝箔金属屏蔽层都是由铝箔麦拉带重叠绕包构成；镀锡铜丝编织网是由镀锡铜丝编织构成，镀锡铜丝的直径不大于0.2mm，编织密度88％～90％。本电缆的主要性能特点为具有优秀的电磁兼容性要求，解决电缆老化、耐久、柔韧性问题。

Description

一种高耐温抗干扰柔性电缆

技术领域

本实用新型属于电缆技术领域，具体是一种高耐温抗干扰柔性电缆。

背景技术

现有技术中，汽车用线缆被誉为新能源汽车的“血管”和“神经”，在新能源汽车不断的演进过程中，新能源汽车不单单仅作为一辆交通工具，汽车多种功能的不断创新，各关键零部件势必要面对越来越多的网络干扰而又不丧失功能，电动汽车车辆运行时，反复变化的电器负荷与系统中大量采用的变频技术，造成线缆电压、电流的剧烈波动，并产生了较大的EMC电磁干扰，对于电动汽车本身及周围环境的电子电气产品设备造成影响，故线缆及线束在设计选型时要考虑对防护电磁干扰的屏蔽设计，以满足整车对电磁兼容性的要求。

其次，新能源汽车内部高压线束电流传输频繁，线缆发热、老化耐久面临考验，受限车载插件折弯施工要求，对线缆的耐久可靠性、耐热、柔软提出新要求。

发明内容

本电缆针对以上系统性问题，提供解决设计方案。

本实用新型的一种高耐温抗干扰柔性电缆，是由线芯绞合构成缆芯，缆芯外保护防护层构成。所述线芯包括一根地线芯和多根动力线芯，它们绞合构成缆芯，在缆芯的轴线位置还有一根柔性耐温加捻型纤维填充；

所述防护层包括自内而外包裹在缆芯外的复合屏蔽层和外护层；在复合屏蔽层内的各个线芯之间的间隙内充满柔性耐温材料构成的内衬层；

所述复合屏蔽层包括自内而外的内铝箔金属屏蔽层、镀锡铜丝编织网、外铝箔金属屏蔽层；

内、外铝箔金属屏蔽层都是由铝箔麦拉带重叠绕包构成；

镀锡铜丝编织网是由镀锡铜丝编织构成，镀锡铜丝的直径不大于0.2mm，编织密度88％～90％。

退火软铜导体采用6类单丝更细，单丝的直径范围为0.1～0.20mm；导体单丝伸长率23～30％。导体采用无氧铜，氧含量不大于0.001％，20℃体积电阻率不大于0.01701Ω.mm²/m。

动力线芯绝缘、地线芯的绝缘层是耐温150℃热固性绝缘料构成，具体类型是150℃辐照聚烯烃绝缘料。绝缘料为具有高绝缘电阻、耐老化、柔软、无卤环保材料，20℃绝缘电阻率实测值10¹⁵Ω.cm，远优于国家/国际标准中109Ω.mm要求。

柔性耐温加捻型纤维填充采用加捻型复合填充绳，满足耐温175℃×7d老化测试不脆化。

内衬层的材料为热固性的柔性耐温材料，具有耐高低温优异、耐候、阻燃、环保性能。

复合屏蔽层的结构为内铝箔金属屏蔽层、镀锡铜丝编织网、外铝箔金属屏蔽层。铝箔麦拉带绕包构成内、外铝箔金属屏蔽层，铝箔麦拉带厚度要求为0.05mm。

镀锡铜丝编织网采用选用高电导率、耐腐蚀的镀锡铜丝，编织丝直径不大于0.2mm，编织节距(28～32)mm，编织密度88％～90％。

外铝箔金属屏蔽层的铝箔麦拉带绕包搭盖率不小于带宽的25％。

所述护套层紧密挤包在铝箔麦拉带表面；护套层由耐温150℃热固性护套构成，具体类型是150℃辐照聚烯烃护套料。护套料为具有高抗撕、耐磨、耐老化、柔软、无卤环保材料。

铝箔麦拉带为非吸湿性聚酯与纯铝箔复合粘合在一起组成；

内铝箔金属屏蔽层的铝箔麦拉带绕包带的厚度要求为0.05mm；铝箔麦拉带绕包带经双头绕包机均匀重叠绕包在内衬层表面，铝面朝外，绕包搭盖率宽度不小于5mm。铝箔麦拉带满足依据RoHS指令2015/863/EU中RoHS2.0测定要求。

镀锡铜丝编织网编织密度是88％～90％，编织角度范围是35°～40°。

外铝箔金属屏蔽层的铝箔麦拉带的要求包括：铝面朝内，厚度要求为0.05mm。经双头绕包机均匀重叠绕包在镀锡铜丝编织网表面，绕包搭盖率不小于带宽的25％。

复合屏蔽层的设计能达到屏蔽阻抗＜30mΩ/m、屏蔽衰减≥61dB。

动力线芯、地线芯导体采用两次复绞合导体方式，将多股软铜丝绞合构成两次绞合导体，由多根退火铜丝绞合成一束，各束退火铜丝并丝束合构成股线，复绞最外层绞合节径比不大于14倍，内外层方向为左向；此设计能作为有效改善电缆弯曲柔软度重要因素之一。

本电缆通过电缆材料的选用和电缆结构的特定设计，使得本电缆可以适配新能源汽车车内高压线束电源连接。与同类电缆相比，本电缆的主要性能特点为具有优秀的电磁兼容性要求，解决电缆老化、耐久、柔韧性问题。

附图说明

图1是本实施例电缆的径向截面示意图，

图中：导体1、绝缘层2、线芯3、柔性耐温加捻型纤维填充4、内衬层5、内铝箔金属屏蔽层6、镀锡铜丝编织网7、外铝箔金属屏蔽层8、护套层9。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进一步说明如下：

参考图1，一种高耐温抗干扰柔性电缆，其结构是由多股铜股线复绞构成导体1，多股铜股线是由退火软圆铜丝束合构成；导体1外包裹绝缘层2，形成单个线芯3，将多根线芯3(分别是地线芯和动力线芯)和柔性耐温加捻型纤维填充绳4绞合构成缆芯；在缆芯表面紧密挤包构成内衬层5，内衬层5外叠绕包铝箔麦拉带构成内铝箔金属屏蔽层6，内铝箔金属屏蔽层6外包裹镀锡铜丝编织网7，镀锡铜丝编织网7外重叠绕包铝箔麦拉带构成外铝箔金属屏蔽层8，在外铝箔金属屏蔽层8外包裹护套层9；

内、外铝箔金属屏蔽层的铝箔麦拉带的厚度都是0.05mm。

内铝箔金属屏蔽层的铝箔麦拉带的铝面背向缆芯，绕包搭盖宽度不小于5mm；外铝箔金属屏蔽层的铝箔麦拉带的铝面朝向缆芯，绕包搭盖率不小于带宽的25％；铝箔麦拉带的性能要求是满足依据RoHS指令2015/863/EU中RoHS2.0测定要求。

镀锡铜丝编织网的编织角度范围是35°～40°。

导体是都是由6类单丝构成的退火软铜导体；单丝的直径范围为0.1～0.20mm；导体单丝伸长率23～30％；导体的材质是无氧铜，其氧含量不大于0.001％，20℃体积电阻率不大于0.01701Ω.mm²/m；绝缘层都是由耐温150℃热固性绝缘料构成。

动力线芯和地线芯的导体都是两次复绞导体结构：由多根单丝绞合成一束，各束单丝并丝束合构成股线；复绞的最外层绞合节径比不大于14倍，内外层方向为左向。

柔性耐温加捻型纤维填充是加捻型复合填充绳，耐温性能要求是耐温175℃×7d老化测试不脆化。

护套层是由耐温150℃热固性护套料构成。

1)导体中的所述导体采用的是退火软铜导体，退火软铜导体采用6类单丝更细，单丝的直径范围为(0.1～0.20)mm；导体单丝伸长率(23～30)％。导体采用无氧铜，氧含量不大于0.001％，20℃体积电阻率不大于0.01701Ω.mm²/m。所述金属单丝多根绞合成一束，多束金属丝自内而外分为多层；每层金属单丝中的相邻两股金属单丝相互紧密贴合；相邻两层金属单丝中，内、外层金属单丝紧密贴合；单丝是退火的软圆铜丝。

2)绝缘层是由150℃PE绝缘料经辐照交联构成；绝缘层的厚度是(0.40～1.20)mm；绝缘料聚烯烃绝缘料主要基材为无卤PE料，一般基材选用高密度聚乙烯复配低密度聚乙烯；本例中，绝缘料的牌号是PES-X2。

3)柔性耐温加捻型纤维填充绳是由采用加捻型复合填充绳，满足电缆柔韧、耐温175℃*7d老化测试不脆化。

4)内衬层的柔性耐温材料是由硅橡胶成；内衬层的厚度是(0.3～0.8)mm，内衬层颜色为灰色，本例中，内衬层料的牌号是TWN-E/SIR。

5)内铝箔金属屏蔽层铝面朝外，绕包搭盖率不小于5mm。外铝箔金属屏蔽层的绕包搭盖率不小于25％；

镀锡铜丝编织网中的编织丝的直径为(0.1～0.2)mm，编织丝密度是88％～90％，编织角度范围是35°～40°，编织节距(28～32)mm。

6)护套层是由150℃PE绝缘料经辐照交联构成；护套层的厚度是1.2～1.80mm；本例中，护套料的材质、型号/牌号等同于绝缘层。

在制造过程中：

1)线芯是电子加速辐照获得，选择(18～20)道次，依次设定辐照能量(1.2～1.3)MeV、剂量(350～400)kGy、束流≤40mA参数，将动力线芯、地线芯完成辐照交联、接地放电。

2)护套层是辐照(6～8)道次，辐照能量(2.2～2.4)MeV、剂量(100～140)kGy、束流≤28mA参数，完成辐照交联，成品电缆接地放电至少12h。

3)铝箔麦拉带为非吸湿性聚酯与纯铝箔复合粘合在一起组成；铝箔麦拉带绕包带的厚度要求为0.05mm；耐水(68℃±1℃，168h)后，铝带/塑料膜间剥离强度≥9.0N/cm，铝箔麦拉带绕包带经双头绕包机均匀重叠绕包在内衬层表面，铝面朝外，绕包搭盖率不小于5mm。

铝箔麦拉带绕包无漏包、无起皱。

4)内衬层采用挤橡机并在机头上配模芯、模套；模芯的孔径大于缆芯外径，模芯孔径＝缆芯直径+0.5mm；模套孔径＝缆芯直径+2×最薄处厚度+0.5mm；

挤橡机机身采用冷水机冷却，自进料到出料方向，连续硫化温区为：一区330～350℃、二区260～280℃、三区240～260℃、四区180～200℃、五区180～200℃、六区160～180℃、七区160～180℃、八区160～180℃；其中：一区、二区、三区、四区为硫化定型区，五区、六区、七区、八区为恒温硫化保温段.

挤橡机机身采用冷水机冷却，冷却恒定温度为5～20℃；

内衬层挤出时融压保持在120～160bar，内衬层最薄处0.30mm，偏心度不大于25％。

经检测，本例电缆的主要性能如下：

1)耐久可靠性、耐热性能：经国家第三方试验检测，产品通过150℃×3000h，175℃×240h老化，192h耐臭氧测试，750h耐候加速老化测试，200℃×6h过载老化和耐压测试，均达到设计标准。

2)柔软性能：产品柔软弯曲半径达到4D(D是电缆外径)，且满足±90℃，15次/分钟循环，5000次循环测试导体和屏蔽层均导通正常。设计结构可满足敷设布线方便，不受限空间限制。

3)EMC屏蔽效能，通过屏蔽结构和屏蔽参数设定，达到设计标准要求，30MHz-500MHz，衰减实测73dB.

4)阻燃性能：产品用材料通过UL94-VO阻燃试验检测，满足线束使用要求。成品电缆通过UL1581标准VW-1阻燃试验要求。

5)电气耐压测试：耐久及常规试验前后产品耐压测试达到设计标准要求。

6)耐化学试剂性能：经可靠性试验评估，可同时满足冷却液、转向液、机油、电池酸等化学液体的测试。

Claims

1.一种高耐温抗干扰柔性电缆，是由线芯绞合构成缆芯，缆芯外保护防护层构成，其特征是所述线芯包括一根地线芯和多根动力线芯，它们绞合构成缆芯，在缆芯的轴线位置还有一根柔性耐温加捻型纤维填充；

内、外铝箔金属屏蔽层都是由铝箔麦拉带重叠绕包构成；

镀锡铜丝编织网是由镀锡铜丝编织构成，镀锡铜丝的直径不大于0.2mm，编织节距是28mm～32mm，编织密度88％～90％。

2.根据权利要求1所述的高耐温抗干扰柔性电缆，其特征是内、外铝箔金属屏蔽层的铝箔麦拉带的厚度都是0.05mm。

3.根据权利要求1所述的高耐温抗干扰柔性电缆，其特征是内铝箔金属屏蔽层的铝箔麦拉带的铝面背向缆芯，绕包搭盖宽度不小于5mm；

外铝箔金属屏蔽层的铝箔麦拉带的铝面朝向缆芯，绕包搭盖率不小于带宽的25％；

铝箔麦拉带的性能要求是满足依据RoHS指令2015/863/EU中RoHS2.0测定要求。

4.根据权利要求1所述的高耐温抗干扰柔性电缆，其特征是镀锡铜丝编织网的编织角度范围是35°～40°。

5.根据权利要求1所述的高耐温抗干扰柔性电缆，其特征是地线芯和动力线芯分别是由导体以及导体外包裹的绝缘层构成；

导体是都是由6类单丝构成的退火软铜导体；单丝的直径范围为0.1～0.20mm。

6.根据权利要求5所述的高耐温抗干扰柔性电缆，其特征是动力线芯和地线芯的导体都是两次复绞导体结构：由多根单丝绞合成一束，各束单丝并丝束合构成股线；复绞的最外层绞合节径比不大于14倍，内外层方向为左向。

7.根据权利要求1所述的高耐温抗干扰柔性电缆，其特征是柔性耐温加捻型纤维填充是加捻型复合填充绳。

8.根据权利要求1所述的高耐温抗干扰柔性电缆，其特征是绝缘层的厚度是0.40mm～1.20mm；内衬层的厚度是0.3mm～0.8mm；护套层的厚度是1.2mm～1.8mm。