Nová éra automobilového průmyslu s novou energií nese dvojí poslání průmyslové transformace a modernizace a ochrany atmosférického prostředí, což výrazně pohání průmyslový vývoj vysokonapěťových kabelů a dalšího souvisejícího příslušenství pro elektrická vozidla, a výrobci kabelů a certifikační orgány investovala mnoho energie do výzkumu a vývoje vysokonapěťových kabelů pro elektromobily. Vysokonapěťové kabely pro elektrická vozidla mají vysoké požadavky na výkon ve všech aspektech a měly by splňovat normu RoHSb, standardní požadavky na nehořlavost třídy UL94V-0 a měkký výkon. Tento článek představuje materiály a technologii přípravy vysokonapěťových kabelů pro elektrická vozidla.
1. Materiál vysokonapěťového kabelu
(1) Materiál vodiče kabelu
V současné době existují dva hlavní materiály vrstvy vodičů kabelů: měď a hliník. Několik společností si myslí, že hliníkové jádro může výrazně snížit své výrobní náklady přidáním mědi, železa, hořčíku, křemíku a dalších prvků na bázi čistých hliníkových materiálů, pomocí speciálních procesů, jako je syntéza a žíhání, zlepšit elektrickou vodivost, ohýbání výkon a odolnost kabelu proti korozi, aby byly splněny požadavky na stejnou nosnost, aby bylo dosaženo stejného účinku jako měděné jádrové vodiče nebo dokonce lepší. Tím se výrazně ušetří výrobní náklady. Většina podniků však stále považuje měď za hlavní materiál vodivé vrstvy, za prvé, měrný odpor mědi je nízký, a pak je většina výkonu mědi lepší než hliník na stejné úrovni, jako je velký proud nosnost, nízké ztráty napětí, nízká spotřeba energie a vysoká spolehlivost. V současnosti se při výběru vodičů obecně používá národní norma 6 měkkých vodičů (prodloužení jednoho měděného drátu musí být větší než 25 %, průměr monofilu je menší než 0,30), aby byla zajištěna měkkost a houževnatost měděného monofilu. Tabulka 1 uvádí normy, které musí být splněny pro běžně používané materiály měděných vodičů.
(2) Materiály izolační vrstvy kabelů
Vnitřní prostředí elektromobilů je složité, ve výběru izolačních materiálů na jedné straně zajistit bezpečné použití izolační vrstvy, na straně druhé v rámci možností volit snadné zpracování a široce používané materiály. V současnosti jsou běžně používanými izolačními materiály polyvinylchlorid (PVC),zesíťovaný polyethylen (XLPE), silikonový kaučuk, termoplastický elastomer (TPE) atd. a jejich hlavní vlastnosti jsou uvedeny v tabulce 2.
Mezi nimi PVC obsahuje olovo, ale směrnice RoHS zakazuje používání olova, rtuti, kadmia, šestimocného chrómu, polybromovaných difenyletherů (PBDE) a polybromovaných bifenylů (PBB) a dalších škodlivých látek, takže PVC bylo v posledních letech nahrazeno XLPE, silikonová pryž, TPE a další materiály šetrné k životnímu prostředí.
(3) Materiál stínící vrstvy kabelu
Stínící vrstva je rozdělena do dvou částí: polovodivá stínící vrstva a opletená stínící vrstva. Objemový odpor polovodivého stínícího materiálu při 20°C a 90°C a po stárnutí je důležitým technickým ukazatelem pro měření stínícího materiálu, který nepřímo určuje životnost vysokonapěťového kabelu. Mezi běžné polovodivé stínící materiály patří etylen-propylenová pryž (EPR), polyvinylchlorid (PVC) apolyethylen (PE)materiály na bázi. V případě, že surovina nemá žádnou výhodu a úroveň kvality nelze krátkodobě zlepšit, zaměřují se vědecko-výzkumné instituce a výrobci kabelových materiálů na výzkum technologie zpracování a poměru receptury stínícího materiálu a hledají inovace v oblasti poměr složení stínícího materiálu pro zlepšení celkového výkonu kabelu.
2. Proces přípravy vysokonapěťového kabelu
(1) Technologie vodičových vláken
Základní proces kabelů byl vyvíjen dlouhou dobu, takže existují také vlastní standardní specifikace v průmyslu a podnicích. V procesu tažení drátu, podle režimu rozplétání jednoho drátu, lze splétací zařízení rozdělit na rozplétací splétací stroj, rozplétací splétací stroj a rozplétací/rozplétací splétací stroj. Vzhledem k vysoké krystalizační teplotě měděného vodiče, teplotě a době žíhání je delší, je vhodné použít zařízení rozplétacího splétacího stroje k provádění kontinuálního tažení a kontinuálního tažení monwire, aby se zlepšila tažnost a rychlost lomu tažení drátu. V současné době kabel ze zesíťovaného polyetylenu (XLPE) zcela nahradil kabel z olejového papíru mezi úrovněmi napětí 1 až 500 kV. Existují dva běžné procesy vytváření vodičů pro vodiče XLPE: kruhové zhutňování a kroucení drátu. Na jedné straně se drátěné jádro může vyhnout vysoké teplotě a vysokému tlaku v zesíťovaném potrubí, aby vtlačilo svůj stínící materiál a izolační materiál do mezery lankového drátu a způsobilo plýtvání; Na druhou stranu může také zabránit pronikání vody podél směru vodiče, aby byl zajištěn bezpečný provoz kabelu. Vlastní měděný vodič je soustředná splétací struktura, která se většinou vyrábí na běžném splétacím stroji rámů, vidlicovém splétacím stroji atd. Ve srovnání s procesem kruhového hutnění může zajistit kruhovou formaci splétání vodiče.
(2) Proces výroby izolace kabelu XLPE
Pro výrobu vysokonapěťového XLPE kabelu jsou dva tvářecí procesy catenary dry crosslinking (CCV) a vertikální suché crosslinking (VCV).
(3) Proces vytlačování
Dříve výrobci kabelů používali k výrobě izolačního jádra kabelů proces sekundárního vytlačování, přičemž prvním krokem bylo současně vytlačování stínění vodiče a izolační vrstvy, poté zesíťování a navíjení na kabelový žlab, umístění na určitou dobu a poté vytlačování izolační štít. Během 70. let 20. století se v izolovaném drátěném jádru objevil třívrstvý proces extruze 1+2, který umožnil dokončení vnitřního a vnějšího stínění a izolace v jediném procesu. Proces nejprve vytlačuje stínění vodiče po krátké vzdálenosti (2~5 m) a poté současně vytlačuje izolaci a izolační stínění na stínění vodiče. První dva způsoby však mají velké nevýhody, a tak koncem 90. let zavedli dodavatelé zařízení na výrobu kabelů výrobní proces třívrstvého koextruze, který vytlačoval stínění vodičů, izolaci a stínění izolace současně. Před několika lety zahraniční země také uvedly na trh novou válcovou hlavu extrudéru a design zakřivené síťoviny, vyrovnáním tlaku průtoku v dutině hlavy šroubu, aby se zmírnilo hromadění materiálu, prodloužila se nepřetržitá doba výroby a nahradila se nepřetržitá změna specifikací konstrukce hlavy může také výrazně ušetřit náklady na prostoje a zlepšit efektivitu.
3. Závěr
Nová energetická vozidla mají dobré vyhlídky na vývoj a obrovský trh, potřebují řadu vysokonapěťových kabelových výrobků s vysokou nosností, vysokou teplotní odolností, elektromagnetickým stíněním, odolností v ohybu, flexibilitou, dlouhou životností a dalšími vynikajícími výkony do výroby a zabírají trh. Materiál vysokonapěťových kabelů elektrických vozidel a proces jejich přípravy mají široké vyhlídky na vývoj. Elektrické vozidlo nemůže zlepšit efektivitu výroby a zajistit používání bezpečnosti bez vysokonapěťového kabelu.
Čas odeslání: 23. srpna 2024