新能源汽车用电缆的研究开发吴健

新能源汽车用电缆的研究开发吴健

吴健

(远东电缆有限公司江苏宜兴214257)

【摘要】：传统汽车油耗大、碳排放量高、污染严重，随着环保理念的不断深入，新型的节能环保汽车开始进入市场。纯电力驱动的新能源汽车，对城市空气几乎无污染，且噪音很小，而混合动力汽车，在城市道路中也可切换电力驱动，对于城市环境的污染也大大减少，而且对能源的利用率得到提高。新能源汽车不仅是现代汽车工业的发展趋势，而且新能源汽车也是中国"十二五"确定的国家七大战略性新兴产业之一。

【关键词】环保，新能源汽车，碳排放

1前言

传统汽车的普遍使用，造成的不仅是石油资源的日益减少，而且是导致空气质量不断恶化的重要因素之一，尤其是在城市道路中，汽车行驶时频繁启动、加速、刹车和低速行驶，导致油料燃烧效率很低，对空气的污染更为严重。为此，发展其他能源驱动的车辆，就变得尤为重要。已经出现的纯电力驱动的新能源汽车，对城市空气几乎无污染，且噪音很小，而混合动力汽车，在城市道路中也可切换电力驱动，对于城市环境的污染也大大减少，而且对能源的利用率得到提高。新能源汽车不仅是现代汽车工业的发展趋势，而且新能源汽车也是中国"十二五"确定的国家七大战略性新兴产业之一。

为了满足新能源汽车电动力和储能的要求，新能源汽车用线在原有汽车用线基础上，增加了高载荷的要求。新能源汽车线具有一般燃料道路车辆共有的要求，如耐油、优异的电性能、优良的高低温性能、机械性能、耐热性能，而且还有电动汽车线专用要求。如较高的荷载电流能力等特性。

2、国内外同行业研究的现状

随着城市环境的日趋恶化，燃气驱动和电力驱动的新型车辆必然会取代传统燃料车辆，而我国是汽车消费大国，年消费量目前已经超过两千万辆，若按平均每辆车配1000m线缆，每年车用线缆产品的市场总量已达2000万公里，而且在已经运行的车辆维修中，也需要更换部分线缆。而电力驱动的新能源汽车，内部配线将更多，随着新能源电动汽车的快速发展和在全国范围内大力推广，新能源汽车线市场在不断增加中，将逐渐取代传统燃料车辆。

目前。国内市场上的新能源汽车线缆，参照的标准系统也不统一，有参照CQC充电桩电缆技术规范的，有参照欧洲德凯技术规范的，也有参照ISO6722。

3、产品主要性能指标、特点和水平

本产品以客户要求和IS06722为参考对象，选用XLPO绝缘和护套、6类导体的单芯无护套电缆、单芯有护套电缆和单芯有屏蔽、护套的新能源汽车线，保证电缆的柔软性、耐磨性。

新能源汽车线需满足以下指标：

①导体采用符合GB/T3956-2008中规定的第6类软导体或镀锡软导体，更好的保证电缆柔软性，导体电阻满足ISO6722要求；

②满足ISO6722的耐油性；

③满足ISO6722的长期老化试验、短期老化试验、热过载试验、认识试验、高温压力试验、低温试验；

④70℃绝缘体积电阻率不低于1.0*1012Ω•mm，提高无卤低烟阻燃聚烯烃材料的电阻率。

4、产品设计

新能源汽车线具有有一般燃料道路车辆车辆共有的要求，如耐油、优异的电性能、优良的高低温性能、机械性能、耐热性能，而且还有电动汽车线专用要求。如提高电缆的耐热性能、绝缘电阻和导体电阻要求，以提高电缆传输电流的能力。

4.1导体结构设计

新能源汽车用电缆，导体设计时为了实现小弯曲半径，采用GB/T3956-2008的第6类软导体。为了增加电缆导电能力，提高了导体电阻的要求。

4.2绝缘结构设计

新能源汽车用电缆的绝缘设计，采用了热固性的XLPO绝缘，保证电缆导体125℃满载时绝缘能有足够的机械性能，不会因车辆在各种路面上行驶而产生颠簸、震动等，不会因此而产生安全隐患。

此外采用的XLPO材料中，加入EVA粉末，使之成为复合材料，改善了柔软性和电性能，使电缆绝缘层的体积电阻率不低于1.0*1012Ω•mm，绝缘交联前的邵氏硬度83A，同时专用的车辆线缆用XLPO，也保证车辆的耐油、耐高低温、耐过载等性能，保证电缆在各种工作状态下仍具有足够的电性能和机械安全性能。

4.3屏蔽层设计

屏蔽层采用铝塑复合带+镀锡铜丝的复合屏蔽，提高屏蔽层的屏蔽能力，使电缆在运行时产生的电磁波不会干扰到电缆。

4.4电缆外护套结构设计

电缆护套采用了和绝缘层一样的材料，以达到同样的目的。

4.5电缆辐照加工

采用3.0MPa辐照加速器，多遍辐照，以减少辐照时绝缘、护套层的电荷残留，并通过辐照小样的方式来确定最优的辐照工艺参数。

5、主要技术关键、采取的措施及取得的效果

通过对新能源汽车用电缆的结构和所选用的材料进行了深入研究，本系列电缆与其他类型的常规线缆相比，具有以下几点关键技术：

5.1绝缘材料选用

市场上新能源汽车线缆产品，主要有TPE/TPU型热塑性绝缘、护套的，也有XLPO型热固性绝缘和护套的。然而热塑性绝缘、护套的线缆，高温时材料容易软化，造成电缆发粘，而热固性绝缘、护套的线缆，由于材料配方和辐照工艺的问题，电缆容易受热开裂，而且绝缘的体积电阻率较低。而且，为了提高耐油性，尤其是耐汽油能力，电缆的绝缘、护套都比较硬，影响客户的使用。

本产品采用的XLPO-EVA复合材料。原材料辐照交联前的邵氏硬度83A，解决料硬的问题；采用热固性材料，解决TPE/TPU电缆受热发粘的问题；采用优良配方并优化辐照参数，解决XLPO电缆过热易开裂的问题；绝缘70℃体积电阻率选择1.0*1012Ω•mm，高于ISO6722、QC/T1037等标准的要求。

5.2设计标准依据

市场上新能源汽车线缆执行标准繁多而不统一，有ISO6722、K179、QC/T1037等等，还穿杂着客户提出的特殊要求。为此，我公司编制企业标准Q/320282DCE068-2016，以客户特殊要求为主，同时考虑ISO6722、QC/T1037和K179的要求，试制的产品获得市场认可。

5.3柔软性的提高

市场上的新能源汽车线缆为了提高耐油能力，使用的材料往往很硬，造成电缆也很硬，影响客户使用。材料上，我公司采用XLPO-EVA的复合材料，材料交联前的邵氏硬度83A；工艺上，我公司采用6类导体，导体束绞的节径比采用15～20倍，股线复绞的节径比采用13～15倍。试制的样品最小弯曲半径为5倍的电缆直径，柔软性良好，获得客户的认可。

6、结论

本产品通过特殊的绝缘和护套材料设计，满足了电缆高耐热、耐油、柔软等特性，提高了电缆的可适应性。采用独特的导体和屏蔽设计，提高电缆使用过程中的安全性。利用辐照工艺进一步提高电缆的耐热和耐油性能，更利于汽车内部用线的安全特性。

作者：吴健（1982－至今），男，汉族，江苏宜兴人，本科，工程师