Новая эра новой энергетической автомобильной промышленности берет на себя двойную миссию промышленной трансформации и модернизации, а также защиты атмосферной среды, что в значительной степени стимулирует промышленную разработку высоковольтных кабелей и других сопутствующих аксессуаров для электромобилей, а производители кабелей и органы по сертификации вложил много энергии в исследования и разработку высоковольтных кабелей для электромобилей. Кабели высокого напряжения для электромобилей предъявляют высокие требования к характеристикам во всех аспектах и должны соответствовать стандарту RoHSb, требованиям стандарта огнестойкости UL94V-0 и мягким характеристикам. В статье представлены материалы и технология изготовления высоковольтных кабелей для электромобилей.
1.Материал кабеля высокого напряжения
(1) Материал проводника кабеля
В настоящее время существует два основных материала токопроводящего слоя кабеля: медь и алюминий. Некоторые компании считают, что алюминиевый сердечник может значительно снизить затраты на производство за счет добавления меди, железа, магния, кремния и других элементов на основе чистых алюминиевых материалов с помощью специальных процессов, таких как синтез и обработка отжигом, улучшения электропроводности, изгиба. производительность и коррозионная стойкость кабеля, чтобы соответствовать требованиям той же грузоподъемности, чтобы достичь того же эффекта, что и у проводников с медным сердечником, или даже лучше. Таким образом, производственные затраты значительно экономятся. Тем не менее, большинство предприятий по-прежнему считают медь основным материалом проводящего слоя, во-первых, удельное сопротивление меди низкое, а затем большая часть характеристик меди лучше, чем у алюминия на том же уровне, например, при большом токе. пропускная способность, низкие потери напряжения, низкое энергопотребление и высокая надежность. В настоящее время при выборе проводников обычно используются 6 мягких проводников национального стандарта (удлинение одной медной проволоки должно быть более 25%, диаметр моноволокна менее 0,30), чтобы обеспечить мягкость и прочность медного моноволокна. В таблице 1 перечислены стандарты, которым должны соответствовать широко используемые материалы медных проводников.
(2) Материалы изоляционного слоя кабелей
Внутренняя среда электромобилей сложна, при выборе изоляционных материалов, с одной стороны, необходимо обеспечить безопасное использование изоляционного слоя, с другой стороны, по возможности выбирать простые в обработке и широко используемые материалы. В настоящее время наиболее распространенными изоляционными материалами являются поливинилхлорид (ПВХ).сшитый полиэтилен (XLPE), силиконовый каучук, термопластичный эластомер (ТПЭ) и др., а их основные свойства приведены в таблице 2.
Среди них ПВХ содержит свинец, но Директива RoHS запрещает использование свинца, ртути, кадмия, шестивалентного хрома, полибромдифениловых эфиров (ПБДЭ) и полибромдифенилов (ПБД) и других вредных веществ, поэтому в последние годы ПВХ был заменен на Сшитый полиэтилен, силиконовая резина, ТПЭ и другие экологически чистые материалы.
(3) Материал экранирующего слоя кабеля
Экранирующий слой разделен на две части: полупроводниковый экранирующий слой и плетеный экранирующий слой. Объемное сопротивление полупроводникового экранирующего материала при 20°С, 90°С и после старения является важным техническим показателем для измерения экранирующего материала, косвенно определяющим срок службы высоковольтного кабеля. Обычные полупроводниковые экранирующие материалы включают этилен-пропиленовый каучук (ЭПР), поливинилхлорид (ПВХ) иполиэтилен (ПЭ)материалы на основе. В случае, если сырье не имеет преимуществ и уровень качества не может быть улучшен в краткосрочной перспективе, научно-исследовательские учреждения и производители кабельных материалов сосредотачиваются на исследовании технологии обработки и соотношения рецептур экранирующего материала, а также ищут инновации в области соотношение состава экранирующего материала для улучшения общих характеристик кабеля.
2. Процесс подготовки кабеля высокого напряжения
(1) Технология жил проводника
Базовый процесс изготовления кабеля был разработан в течение длительного времени, поэтому в промышленности и на предприятиях также существуют свои стандартные спецификации. В процессе волочения проволоки, в зависимости от режима скручивания одиночной проволоки, крутильное оборудование можно разделить на крутильную машину, крутильную машину и крутильную машину для раскручивания/разкручивания. Из-за высокой температуры кристаллизации медного проводника, температуры и времени отжига больше, целесообразно использовать оборудование для разкручивания крутильной машины для выполнения непрерывного вытягивания и непрерывного вытягивания проволоки, чтобы улучшить удлинение и скорость разрушения при волочении проволоки. В настоящее время кабель из сшитого полиэтилена (XLPE) полностью заменил масляно-бумажный кабель между уровнями напряжения от 1 до 500 кВ. Существует два распространенных процесса формирования проводников из сшитого полиэтилена: круговое уплотнение и скручивание проволоки. С одной стороны, сердечник провода может избежать воздействия высокой температуры и высокого давления в сшитом трубопроводе, чтобы вдавить экранирующий материал и изоляционный материал в зазор многожильного провода и вызвать отходы; С другой стороны, это также может предотвратить проникновение воды в направлении проводника, чтобы обеспечить безопасную эксплуатацию кабеля. Медный проводник сам по себе представляет собой концентрическую скрутку, которая в основном производится с помощью обычных рамных крутильных машин, вилочных крутильных машин и т. д. По сравнению с процессом кругового уплотнения, он может обеспечить круглую скрутку проводника.
(2) Процесс производства изоляции кабеля из сшитого полиэтилена
При производстве высоковольтного кабеля из сшитого полиэтилена используются два процесса формовки: контактная сухая сшивка (CCV) и вертикальная сухая сшивка (VCV).
(3) Процесс экструзии
Ранее производители кабелей использовали процесс вторичной экструзии для производства изоляционного сердечника кабеля, на первом этапе одновременно экструзировали экран проводника и изоляционный слой, а затем сшивали и наматывали на кабельный лоток, помещали на определенный период времени, а затем подвергали экструзии. изоляционный щит. В 1970-х годах для изолированного сердечника провода появился процесс трехслойной экструзии 1+2, позволяющий выполнять внутреннюю и внешнюю экранировку и изоляцию за один процесс. В ходе процесса сначала выдавливается экран проводника на небольшом расстоянии (2–5 м), а затем одновременно выдавливается изоляция и изоляционный экран на экране проводника. Однако первые два метода имеют большие недостатки, поэтому в конце 1990-х годов поставщики оборудования для производства кабеля внедрили процесс трехслойной совместной экструзии, при котором одновременно экструдируется экран проводника, изоляция и изоляционный экран. Несколько лет назад зарубежные страны также выпустили новую головку цилиндра экструдера и конструкцию изогнутой сетчатой пластины, балансируя давление потока в полости головки винта, чтобы облегчить накопление материала, продлить время непрерывного производства, заменяя постоянное изменение спецификаций конструкция головки также может значительно сэкономить затраты на простои и повысить эффективность.
3. Заключение
Транспортные средства на новой энергии имеют хорошие перспективы развития и огромный рынок, нуждаются в серии высоковольтных кабельных изделий с высокой грузоподъемностью, высокой термостойкостью, эффектом электромагнитного экранирования, сопротивлением изгибу, гибкостью, длительным сроком службы и другими превосходными характеристиками в производстве и занимают рынок. Материал высоковольтного кабеля электромобилей и процесс его получения имеют широкие перспективы развития. Электромобиль не может повысить эффективность производства и обеспечить безопасность использования без высоковольтного кабеля.
Время публикации: 23 августа 2024 г.