La nueva era de la industria automotriz de nuevas energías asume la doble misión de transformación industrial y mejora y protección del medio ambiente atmosférico, lo que impulsa en gran medida el desarrollo industrial de cables de alto voltaje y otros accesorios relacionados para vehículos eléctricos, y los fabricantes de cables y los organismos de certificación han invirtió mucha energía en la investigación y el desarrollo de cables de alta tensión para vehículos eléctricos. Los cables de alto voltaje para vehículos eléctricos tienen requisitos de alto rendimiento en todos los aspectos y deben cumplir con el estándar RoHSb, los requisitos del estándar UL94V-0 de grado retardante de llama y un rendimiento suave. Este artículo presenta los materiales y la tecnología de preparación de cables de alta tensión para vehículos eléctricos.
1.El material del cable de alto voltaje.
(1) Material conductor del cable
En la actualidad, existen dos materiales principales para la capa conductora del cable: cobre y aluminio. Algunas empresas piensan que el núcleo de aluminio puede reducir en gran medida sus costos de producción, agregando cobre, hierro, magnesio, silicio y otros elementos sobre la base de materiales de aluminio puro, a través de procesos especiales como síntesis y tratamiento de recocido, mejorar la conductividad eléctrica, flexión. Rendimiento y resistencia a la corrosión del cable, para cumplir con los requisitos de la misma capacidad de carga, para lograr el mismo efecto que los conductores con núcleo de cobre o incluso mejor. Por tanto, el coste de producción se ahorra considerablemente. Sin embargo, la mayoría de las empresas todavía consideran el cobre como el material principal de la capa conductora. En primer lugar, la resistividad del cobre es baja y luego la mayor parte del rendimiento del cobre es mejor que el del aluminio en el mismo nivel, como una gran corriente. Capacidad de carga, baja pérdida de voltaje, bajo consumo de energía y gran confiabilidad. En la actualidad, la selección de conductores generalmente utiliza los 6 conductores blandos estándar nacional (el alargamiento del cable de cobre simple debe ser superior al 25%, el diámetro del monofilamento es inferior a 0,30) para garantizar la suavidad y dureza del monofilamento de cobre. La Tabla 1 enumera los estándares que deben cumplirse para los materiales conductores de cobre de uso común.
(2) Materiales de la capa aislante de cables.
El entorno interno de los vehículos eléctricos es complejo: en la selección de materiales aislantes, por un lado, para garantizar el uso seguro de la capa aislante, por otro lado, en la medida de lo posible, se eligen materiales de fácil procesamiento y ampliamente utilizados. En la actualidad, los materiales aislantes más utilizados son el cloruro de polivinilo (PVC),polietileno reticulado (XLPE), caucho de silicona, elastómero termoplástico (TPE), etc., y sus principales propiedades se muestran en la Tabla 2.
Entre ellos, el PVC contiene plomo, pero la Directiva RoHS prohíbe el uso de plomo, mercurio, cadmio, cromo hexvalente, éteres de difenilo polibromados (PBDE) y bifenilos polibromados (PBB) y otras sustancias nocivas, por lo que en los últimos años el PVC ha sido sustituido por XLPE, caucho de silicona, TPE y otros materiales ecológicos.
(3) Material de la capa de blindaje del cable
La capa protectora se divide en dos partes: capa protectora semiconductora y capa protectora trenzada. La resistividad volumétrica del material de blindaje semiconductor a 20 °C y 90 °C y después del envejecimiento es un índice técnico importante para medir el material de blindaje, que determina indirectamente la vida útil del cable de alta tensión. Los materiales de protección semiconductores comunes incluyen caucho de etileno-propileno (EPR), cloruro de polivinilo (PVC) ypolietileno (PE)materiales a base. En el caso de que la materia prima no tenga ventajas y el nivel de calidad no pueda mejorarse en el corto plazo, las instituciones de investigación científica y los fabricantes de materiales para cables se centran en la investigación de la tecnología de procesamiento y la proporción de fórmulas del material de blindaje, y buscan innovación en el relación de composición del material de blindaje para mejorar el rendimiento general del cable.
2.Proceso de preparación del cable de alta tensión.
(1) Tecnología de hilos conductores
El proceso básico del cable se ha desarrollado durante mucho tiempo, por lo que también existen sus propias especificaciones estándar en la industria y las empresas. En el proceso de trefilado, de acuerdo con el modo de desenrollado del alambre simple, el equipo de trenzado se puede dividir en máquina desenrolladora y desenrolladora, máquina desenrolladora y máquina desenrolladora/desenrolladora. Debido a la alta temperatura de cristalización del conductor de cobre, la temperatura y el tiempo de recocido son más prolongados, es apropiado utilizar el equipo de la máquina de trenzado desenroscado para realizar tracción continua y tracción continua del monwire para mejorar el alargamiento y la tasa de fractura del trefilado. En la actualidad, el cable de polietileno reticulado (XLPE) ha sustituido por completo al cable de papel oleoso entre niveles de tensión de 1 y 500kV. Hay dos procesos comunes de formación de conductores para conductores XLPE: compactación circular y torsión de alambre. Por un lado, el núcleo del cable puede evitar que la alta temperatura y la alta presión en la tubería reticulada presionen su material de protección y material aislante en el espacio del cable trenzado y provoquen desperdicio; Por otro lado, también puede evitar la infiltración de agua a lo largo de la dirección del conductor para garantizar el funcionamiento seguro del cable. El conductor de cobre en sí es una estructura de trenzado concéntrica, que se produce principalmente mediante una máquina trenzadora de marcos ordinaria, una máquina trenzadora de horquilla, etc. En comparación con el proceso de compactación circular, puede garantizar la formación redonda del trenzado del conductor.
(2) Proceso de producción de aislamiento de cables XLPE
Para la producción de cable XLPE de alto voltaje, la reticulación seca catenaria (CCV) y la reticulación seca vertical (VCV) son dos procesos de formación.
(3) Proceso de extrusión
Anteriormente, los fabricantes de cables utilizaban un proceso de extrusión secundario para producir el núcleo aislante del cable, el primer paso al mismo tiempo era la extrusión del blindaje del conductor y la capa aislante, y luego se reticulaban y enrollaban en la bandeja de cables, se colocaban durante un período de tiempo y luego se extruían. escudo aislante. Durante la década de 1970, apareció un proceso de extrusión de tres capas 1+2 en el núcleo del cable aislado, lo que permitió completar el blindaje y el aislamiento interno y externo en un solo proceso. El proceso primero extruye el blindaje del conductor, después de una distancia corta (2~5 m), y luego extruye el aislamiento y el blindaje del conductor al mismo tiempo. Sin embargo, los dos primeros métodos tienen grandes inconvenientes, por lo que a finales de la década de 1990, los proveedores de equipos de producción de cables introdujeron un proceso de producción de coextrusión de tres capas, que extruía blindaje de conductor, aislamiento y blindaje de aislamiento al mismo tiempo. Hace unos años, los países extranjeros también lanzaron un nuevo diseño de cabeza de barril de extrusora y placa de malla curva, equilibrando la presión del flujo de la cavidad de la cabeza del tornillo para aliviar la acumulación de material, extender el tiempo de producción continua, reemplazando el cambio continuo de especificaciones de El diseño del cabezal también puede ahorrar en gran medida los costos de tiempo de inactividad y mejorar la eficiencia.
3. Conclusión
Los vehículos de nueva energía tienen buenas perspectivas de desarrollo y un mercado enorme, necesitan una serie de productos de cables de alto voltaje con alta capacidad de carga, resistencia a altas temperaturas, efecto de blindaje electromagnético, resistencia a la flexión, flexibilidad, larga vida útil y otros excelentes rendimientos para producir y ocupar el mercado. El material del cable de alta tensión para vehículos eléctricos y su proceso de preparación tienen amplias perspectivas de desarrollo. Los vehículos eléctricos no pueden mejorar la eficiencia de la producción y garantizar el uso seguro sin cables de alto voltaje.
Hora de publicación: 23 de agosto de 2024