充电桩线缆常用的八大材料标准

众所周知,新能源汽车目前制约发展的核心是充电桩问题,而“新基建”充电桩万亿市场正乘风破浪而来。政府工作报告提到,要加强新型基础设施建设(即新基建),发展新一代信息网络,拓展5G应用,建设充电桩,推广新能源汽车,激发新消费需求、助力产业升级。据了解,中国新能源汽车保有量将在年达到万辆,而其中每个充电桩的基础设施都离不开充电线缆的支撑,TPE材料充电线缆随之而来。

TPE充电桩线缆料的性能要求:

1.耐油

■汽油23℃,20h,最大外径变化率小于15%;

■柴油23℃,20h,最大外径变化率小于15%;

■机油23℃,20h,最大外径变化率小于15%;

■耐ASTM2#油60°C,H,最大力学性能变化率小于25%;

■耐ASTM2#油°C,H,最大力学性能变化率小于40%。

2.抗撕抗开裂

大于15N/MM,大于40N/MM。

3.耐曲挠

来回次,2.5kV芯线耐压。

4.候耐

耐紫外线(h,60W/m)力学性能变化率小于20%。

5.耐水耐酸碱

水,80°CH、酸碱23°CH浸泡后力学性能变化率小于30%。

6.耐磨耐碾压

■电线适用:不大于6mm的刮磨实验大于6mm的拖磨实验。

■刮磨:用钢针,施加垂直力做循环运动,记录使导体暴露的循环次数。

■拖磨:用砂纸,记录使导体暴露的砂带长度。

7.柔软

80A以下,甚至65-70A。

8.耐高低温

■温度交变:温度-40℃到℃为一个交变,湿度控制在80%-%。

■判断条件:不开裂,耐电压1kV(浸盐水10分钟)。

■低温性能:卷绕:一般-40℃,厚壁电线可供需双方协商-25℃

■冲击:GB/T

■热老化:

(1)h长期老化:℃,h,取出以后放置16h;

判断依据:不开裂,耐电压1kV(浸盐水10分钟);

(2)h短期老化:℃,h,取出直接做-25℃卷绕实验4h;

判断依据:不开裂,耐电压1kV(浸盐水10分钟)。

9.环保阻燃

■无卤:氯,溴含量小于0ppm

■低烟:pH4.3,电导率60%

■阻燃:IEC-1IEC-3CVW-1倾斜45°燃烧。

根据测算,我国车桩比例为2.6:1,远不足政府规划提出的年建成万个充电桩、车桩比1:1的水平。根据工信部发布《新能源汽车产业发展规划(-)》征求意见稿,未来十年,我国充电桩建设存在万的缺口,预计将形成1.02万亿元的充电桩基础设施建设市场。

EV早已上升为国家战略,市场逐步扩大,EV线缆作为电传的主要组成部分,是动力信号传输的载体,作用巨大,主要分为充电桩/站用线缆材料和车内高压线缆材料。

一EV新能源汽车线缆的主要要求

EV线缆是电传的主要组成部分,由于高压高电流和使用环境苛刻,对线缆材料提出很高的安全规范和使用要求。

二EV线缆分类及标准

EV线缆主要分为充电桩/站用线缆材料和车内高压线缆。

1.充电桩线缆

满足的标准有CQC-、DECRAK、EN、UL62等。

国内外充电线缆使用的材料及标准存在差异;

目前国内充电线缆主要是以CQC标准为主;

EN标准,欧洲用的比较多,主要是为奔驰宝马等高档车制定,线缆所用的材料一般是TPU,柔软且耐磨,但价格较高;

对于UL62标准,美国特斯拉用的比较多。

2.车内高压线

满足的标准有ISO、DECRAK、QC/T-、CQC等。

12年开始,车内高压线用的是的标准,目前车厂与电缆厂制定了自己的一些标准,比如QC/T-、CQC等,的标准目前还是草稿版。

三EV线缆常用的8大材料及标准

目前电线电缆常用的八大材料有XLPE、TPE、TPV、TPU、EPR、PVC/HNBR、硅胶、CPE/CR。

1.XLPE在EV中的应用

XLPE主要用于车内高压线,耐温好到拿电烙铁烧红,放置在上面10-20秒无损,预计年车内高压线材料以XLPE为主。

优点

1)应用成熟,工艺和配套解决完善,性价比高;

2)耐热性高,可达度等级;

3)由于是热固性材料,不溶不熔,抗短路和热冲击,耐开裂耐撕裂;

4)低烟无卤、透光率高,环保性好。

缺点:

1)相对TPER不够柔软,做大平方(70-)线缆偏硬;

2)需要辐照交联,流程长,对于没有加速器的地区不方便;

3)抗刮白性能差,容易刮伤;

4)体积电阻率和阻燃矛盾。

不同应用领域的标准:

高压线:ISO、QC/T、CQC/DECRAK

充电线:CQC-、DECRAK

2.TPE在EV中的应用

优点:

1)柔软度可调,60-90A,触感好;

2)比重小,0.9-1,15,性价比高;

3)耐液体性能好,线径变化15%;

4)加工简单;

5)电性能高。

缺点:

1)前几年开裂太多,造成行业不信任;

2)低硬度配方易析出冒油,表面发黏沾灰;

3)油墨不易附着,印字不良。

不同应用领域的标准:

高压线ISO、QC/T、CQC/DECRAK

充电线CQC-、DECRAKEN、UL62

3.TPU在EV中的应用

TPU主要在欧洲用的较多,国内华南与华中一些大型电缆厂目前想发展TPU材料。

优点:

1)耐磨抗撕抗弯曲性好,可以薄壁使用;

2)力学性能好,强度20-40mpa;

3)耐油耐水耐候;

4)无卤阻燃,环保性高;

5)良好的高低温性能。

缺点:

1)加工性差,加工窗口太窄,对设备和工艺要求很苛刻,加工过程容易出气孔、颗粒、表面不良等现象;

2)价格偏高,多被国外大厂把持。

应用标准:

充电线CQC-、DECRA、KEN、UL62

4.EPR在EV中的应用

EPR在欧洲用的较多,一般充电桩芯线里用到。

优点:

1)优异的耐热特性,可达度等级;

2)柔软70-90A;

3)热固性、耐热和短路冲击;

4)低烟无卤、透光率高;

5)电性能高。

缺点:

1)耐油抗撕裂性能较差;

2)需要辐照交联或者硫化。

不同应用领域的标准:

高压线ISO、QC/T、CQC/DECRAK

充电线CQC-、DECRAK、EN、UL62

5.硅胶在EV中的应用

优点:

1)优异的耐热特性,可达度等级;

2)柔软60-85A。

缺点:

1)需要专门的硫化生产线;

2)抗开裂、耐撕裂性能不好。

应用标准:

ISO、QC/T、CQC/DECRAK

6.PVC/HNBR在EV中的应用

这种材料由于手感与柔软度等性能优良,目前国内用的是最多的,不过由于含有卤素,环保问题在未来有待解决。

优点:

1)优异的耐热特性,可达度等级;

2)柔软70-85A;

3)耐汽油性能好;

4)高档质感,手感好;

5)抗开裂,耐撕裂。

缺点:

1)低温下硬度升高很多;

2)比重较大,性价比不高;

3)不够环保;

4)体积电阻率较低。

应用标准:

充电线:CQC-、DECRAK、UL62

7.CPE/CR在EV中的应用

优点:

1)性价比高;

2)柔软60-85A;

3)耐油性能好;

4)热固性硫化胶;

5)抗开裂。

缺点:

1)需要连硫装置,存在环保方面的障碍;

2)材料不够环保。

应用标准:

充电线:CQC/CJS

8.TPV在EV中的应用

TPV在市场中出现的较少,因为加工温度高,要多度,如果无合适色母配套,易变色。

优点:

1)优异的耐热特性,可达等级;

2)耐汽油性能好;

3)抗开裂,耐撕裂。

缺点:

1)熔体太硬,加工性能差;

2)无卤阻燃难做,强度偏低;

3)相对TPE性价比不高。

应用标准:

充电线:CQC

综上所述,偌大的一块“蛋糕”,无疑让TPE厂家馋涎欲滴。充电桩的飞速发展,势必加速TPE线缆产业的发展,但面对“高标准、测试多、标准不统一”这些问题,只有加强TPE充电桩线缆性能的研发,满足各种不同标准的要求,才能在充电桩线缆产业中占有举重轻重的地位。




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