Η νέα εποχή της νέας ενεργειακής αυτοκινητοβιομηχανίας επωμίζεται τη διπλή αποστολή του βιομηχανικού μετασχηματισμού και της αναβάθμισης και προστασίας του ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος, που οδηγεί σε μεγάλο βαθμό στη βιομηχανική ανάπτυξη των καλωδίων υψηλής τάσης και άλλων συναφών εξαρτημάτων για ηλεκτρικά οχήματα, και οι κατασκευαστές καλωδίων και οι φορείς πιστοποίησης έχουν επένδυσε πολλή ενέργεια στην έρευνα και ανάπτυξη καλωδίων υψηλής τάσης για ηλεκτρικά οχήματα. Τα καλώδια υψηλής τάσης για ηλεκτρικά οχήματα έχουν απαιτήσεις υψηλών επιδόσεων σε όλες τις πτυχές και θα πρέπει να πληρούν το πρότυπο RoHSb, τις απαιτήσεις του προτύπου επιβραδυντικού φλόγας UL94V-0 και τις μαλακές επιδόσεις. Αυτή η εργασία εισάγει τα υλικά και την τεχνολογία προετοιμασίας καλωδίων υψηλής τάσης για ηλεκτρικά οχήματα.
1.Το υλικό του καλωδίου υψηλής τάσης
(1) Αγωγό υλικό του καλωδίου
Επί του παρόντος, υπάρχουν δύο κύρια υλικά του στρώματος αγωγού καλωδίων: ο χαλκός και το αλουμίνιο. Μερικές εταιρείες πιστεύουν ότι ο πυρήνας αλουμινίου μπορεί να μειώσει σημαντικά το κόστος παραγωγής τους, προσθέτοντας χαλκό, σίδηρο, μαγνήσιο, πυρίτιο και άλλα στοιχεία με βάση καθαρά υλικά αλουμινίου, μέσω ειδικών διεργασιών όπως η σύνθεση και η επεξεργασία ανόπτησης, η βελτίωση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας, η κάμψη απόδοση και αντοχή στη διάβρωση του καλωδίου, προκειμένου να ικανοποιηθούν οι απαιτήσεις της ίδιας χωρητικότητας φορτίου, να επιτευχθεί το ίδιο αποτέλεσμα με τους αγωγούς πυρήνα χαλκού ή ακόμα καλύτερα. Έτσι, το κόστος παραγωγής εξοικονομείται σημαντικά. Ωστόσο, οι περισσότερες επιχειρήσεις εξακολουθούν να θεωρούν τον χαλκό ως το κύριο υλικό του στρώματος αγωγού, πρώτα απ 'όλα, η ειδική αντίσταση του χαλκού είναι χαμηλή και, στη συνέχεια, το μεγαλύτερο μέρος της απόδοσης του χαλκού είναι καλύτερο από αυτό του αλουμινίου στο ίδιο επίπεδο, όπως το μεγάλο ρεύμα φέρουσα ικανότητα, χαμηλή απώλεια τάσης, χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και ισχυρή αξιοπιστία. Επί του παρόντος, η επιλογή των αγωγών χρησιμοποιεί γενικά το εθνικό πρότυπο 6 μαλακών αγωγών (η επιμήκυνση ενός χάλκινου σύρματος πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 25%, η διάμετρος του μονόινματος είναι μικρότερη από 0,30) για να διασφαλιστεί η απαλότητα και η σκληρότητα του μονόινματος χαλκού. Ο Πίνακας 1 παραθέτει τα πρότυπα που πρέπει να πληρούνται για τα συνήθως χρησιμοποιούμενα υλικά χάλκινων αγωγών.
(2) Υλικά μονωτικής στρώσης καλωδίων
Το εσωτερικό περιβάλλον των ηλεκτρικών οχημάτων είναι πολύπλοκο, στην επιλογή των μονωτικών υλικών, αφενός, για να διασφαλιστεί η ασφαλής χρήση του μονωτικού στρώματος, αφετέρου, όσο το δυνατόν περισσότερο για να επιλέγουμε υλικά εύκολης επεξεργασίας και ευρέως χρησιμοποιούμενα. Επί του παρόντος, τα συνήθως χρησιμοποιούμενα μονωτικά υλικά είναι το πολυβινυλοχλωρίδιο (PVC),διασυνδεδεμένο πολυαιθυλένιο (XLPE), καουτσούκ σιλικόνης, θερμοπλαστικό ελαστομερές (TPE), κ.λπ., και οι κύριες ιδιότητές τους φαίνονται στον Πίνακα 2.
Μεταξύ αυτών, το PVC περιέχει μόλυβδο, αλλά η οδηγία RoHS απαγορεύει τη χρήση μολύβδου, υδραργύρου, καδμίου, εξασθενούς χρωμίου, πολυβρωμιωμένων διφαινυλαιθέρων (PBDE) και πολυβρωμιωμένων διφαινυλίων (PBB) και άλλων επιβλαβών ουσιών, έτσι τα τελευταία χρόνια το PVC έχει αντικατασταθεί από XLPE, καουτσούκ σιλικόνης, TPE και άλλα φιλικά προς το περιβάλλον υλικά.
(3) Υλικό στρώματος θωράκισης καλωδίων
Το στρώμα θωράκισης χωρίζεται σε δύο μέρη: ημιαγώγιμο προστατευτικό στρώμα και πλεγμένο στρώμα θωράκισης. Η αντίσταση όγκου του ημιαγώγιμου υλικού θωράκισης στους 20 ° C και 90 ° C και μετά τη γήρανση είναι ένας σημαντικός τεχνικός δείκτης για τη μέτρηση του υλικού θωράκισης, το οποίο καθορίζει έμμεσα τη διάρκεια ζωής του καλωδίου υψηλής τάσης. Τα κοινά ημιαγώγιμα προστατευτικά υλικά περιλαμβάνουν καουτσούκ αιθυλενίου-προπυλενίου (EPR), χλωριούχο πολυβινύλιο (PVC) καιπολυαιθυλένιο (PE)βασισμένα υλικά. Σε περίπτωση που η πρώτη ύλη δεν έχει κανένα πλεονέκτημα και το επίπεδο ποιότητας δεν μπορεί να βελτιωθεί βραχυπρόθεσμα, τα επιστημονικά ερευνητικά ιδρύματα και οι κατασκευαστές υλικών καλωδίων επικεντρώνονται στην έρευνα της τεχνολογίας επεξεργασίας και της αναλογίας φόρμουλας του υλικού θωράκισης και αναζητούν καινοτομία στην αναλογία σύνθεσης του υλικού θωράκισης για τη βελτίωση της συνολικής απόδοσης του καλωδίου.
2. Διαδικασία προετοιμασίας καλωδίου υψηλής τάσης
(1) Τεχνολογία κλώνου αγωγού
Η βασική διαδικασία του καλωδίου έχει αναπτυχθεί εδώ και πολύ καιρό, επομένως υπάρχουν και οι δικές τους τυπικές προδιαγραφές στη βιομηχανία και τις επιχειρήσεις. Κατά τη διαδικασία έλξης σύρματος, σύμφωνα με τον τρόπο αποστρέψης του μονού σύρματος, ο εξοπλισμός στραγγίσματος μπορεί να χωριστεί σε μηχάνημα αποστρέψιμου στραγγίσματος, μηχάνημα αποστρέψιμου σύρματος και μηχάνημα αποστρέψης/ξεστρέψης. Λόγω της υψηλής θερμοκρασίας κρυστάλλωσης του χάλκινου αγωγού, η θερμοκρασία και ο χρόνος ανόπτησης είναι μεγαλύτεροι, είναι σκόπιμο να χρησιμοποιηθεί ο εξοπλισμός της μηχανής μη συστροφής για τη διεξαγωγή συνεχούς έλξης και συνεχούς έλξης του σύρματος για τη βελτίωση της επιμήκυνσης και του ρυθμού θραύσης του σύρματος έλξης. Προς το παρόν, το καλώδιο διασταυρούμενης σύνδεσης πολυαιθυλενίου (XLPE) έχει αντικαταστήσει πλήρως το καλώδιο λαδιού από 1 έως 500 kV τάσης. Υπάρχουν δύο κοινές διαδικασίες σχηματισμού αγωγών για αγωγούς XLPE: κυκλική συμπίεση και συστροφή σύρματος. Από τη μία πλευρά, ο πυρήνας του σύρματος μπορεί να αποφύγει την υψηλή θερμοκρασία και την υψηλή πίεση στον διασυνδεδεμένο αγωγό για να πιέσει το προστατευτικό υλικό και το μονωτικό του υλικό στο συρμάτινο διάκενο και να προκαλέσει σπατάλη. Από την άλλη πλευρά, μπορεί επίσης να αποτρέψει τη διείσδυση νερού κατά μήκος της κατεύθυνσης του αγωγού για να εξασφαλίσει την ασφαλή λειτουργία του καλωδίου. Ο ίδιος ο χάλκινος αγωγός είναι μια ομόκεντρη δομή κλώνωσης, η οποία παράγεται ως επί το πλείστον από συνηθισμένη μηχανή κλώνωσης πλαισίου, μηχανή κλώνωσης πιρουνιού κ.λπ.
(2) Διαδικασία παραγωγής μόνωσης καλωδίων XLPE
Για την παραγωγή καλωδίου XLPE υψηλής τάσης, η ξηρή σταυροσύνδεση (CCV) και η κατακόρυφη ξηρή σταυροσύνδεση (VCV) είναι δύο διαδικασίες διαμόρφωσης.
(3) Διαδικασία εξώθησης
Παλαιότερα, οι κατασκευαστές καλωδίων χρησιμοποιούσαν μια δευτερεύουσα διαδικασία εξώθησης για την παραγωγή πυρήνα μόνωσης καλωδίων, το πρώτο βήμα ταυτόχρονα θωράκιση αγωγού εξώθησης και μονωτικό στρώμα, και στη συνέχεια διασυνδέθηκαν και τυλίγονταν στον δίσκο καλωδίων, τοποθετήθηκαν για ένα χρονικό διάστημα και στη συνέχεια εξώθηση μονωτική ασπίδα. Κατά τη δεκαετία του 1970, μια διαδικασία εξώθησης 1+2 τριών στρωμάτων εμφανίστηκε στον μονωμένο συρμάτινο πυρήνα, επιτρέποντας την ολοκλήρωση της εσωτερικής και εξωτερικής θωράκισης και μόνωσης σε μια ενιαία διαδικασία. Η διαδικασία εξωθεί αρχικά τη θωράκιση του αγωγού, μετά από μια μικρή απόσταση (2~5 m), και στη συνέχεια εξωθεί τη μόνωση και τη θωράκιση μόνωσης στην θωράκιση του αγωγού ταυτόχρονα. Ωστόσο, οι δύο πρώτες μέθοδοι έχουν μεγάλα μειονεκτήματα, έτσι στα τέλη της δεκαετίας του 1990, οι προμηθευτές εξοπλισμού παραγωγής καλωδίων εισήγαγαν μια διαδικασία παραγωγής συν-εξώθησης τριών στρωμάτων, η οποία εξώθησε τη θωράκιση αγωγού, τη μόνωση και τη θωράκιση μόνωσης ταυτόχρονα. Πριν από μερικά χρόνια, οι ξένες χώρες κυκλοφόρησαν επίσης μια νέα σχεδίαση κεφαλής κάννης εξώθησης και καμπυλωτή πλάκα πλέγματος, εξισορροπώντας την πίεση ροής της κοιλότητας της κεφαλής βίδας για να μετριαστεί η συσσώρευση υλικού, να παραταθεί ο συνεχής χρόνος παραγωγής, αντικαθιστώντας την αδιάκοπη αλλαγή των προδιαγραφών του Ο σχεδιασμός της κεφαλής μπορεί επίσης να εξοικονομήσει σημαντικά το κόστος διακοπής λειτουργίας και να βελτιώσει την απόδοση.
3. Συμπέρασμα
Τα νέα ενεργειακά οχήματα έχουν καλές προοπτικές ανάπτυξης και μια τεράστια αγορά, χρειάζονται μια σειρά προϊόντων καλωδίων υψηλής τάσης με υψηλή χωρητικότητα φορτίου, αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία, ηλεκτρομαγνητική θωράκιση, αντίσταση κάμψης, ευελιξία, μεγάλη διάρκεια ζωής και άλλες εξαιρετικές επιδόσεις στην παραγωγή και καταλαμβάνουν το αγορά. Το υλικό καλωδίων υψηλής τάσης ηλεκτρικών οχημάτων και η διαδικασία προετοιμασίας του έχουν ευρείες προοπτικές ανάπτυξης. Το ηλεκτρικό όχημα δεν μπορεί να βελτιώσει την απόδοση παραγωγής και να εξασφαλίσει τη χρήση της ασφάλειας χωρίς καλώδιο υψηλής τάσης.
Ώρα δημοσίευσης: Αυγ-23-2024