La nouvelle ère de l'industrie automobile à énergie nouvelle assume la double mission de transformation industrielle, de modernisation et de protection de l'environnement atmosphérique, qui stimule grandement le développement industriel des câbles haute tension et autres accessoires connexes pour les véhicules électriques, et les fabricants de câbles et les organismes de certification ont a investi beaucoup d'énergie dans la recherche et le développement de câbles haute tension pour véhicules électriques. Les câbles haute tension pour véhicules électriques ont des exigences de performance élevées dans tous les aspects et doivent répondre à la norme RoHSb, aux exigences de la norme ignifuge UL94V-0 et aux performances douces. Cet article présente les matériaux et la technologie de préparation des câbles haute tension pour véhicules électriques.
1. Le matériau du câble haute tension
(1) Matériau conducteur du câble
À l'heure actuelle, il existe deux matériaux principaux pour la couche conductrice du câble : le cuivre et l'aluminium. Quelques entreprises pensent que le noyau en aluminium peut réduire considérablement leurs coûts de production, en ajoutant du cuivre, du fer, du magnésium, du silicium et d'autres éléments sur la base de matériaux en aluminium pur, grâce à des processus spéciaux tels que le traitement de synthèse et de recuit, améliorer la conductivité électrique, le pliage performances et résistance à la corrosion du câble, afin de répondre aux exigences de la même capacité de charge, pour obtenir le même effet que les conducteurs à âme en cuivre ou même mieux. Ainsi, le coût de production est considérablement réduit. Cependant, la plupart des entreprises considèrent toujours le cuivre comme le matériau principal de la couche conductrice. Tout d'abord, la résistivité du cuivre est faible, puis la plupart des performances du cuivre sont meilleures que celles de l'aluminium au même niveau, comme un courant important. capacité de charge, faible perte de tension, faible consommation d'énergie et forte fiabilité. À l'heure actuelle, la sélection des conducteurs utilise généralement la norme nationale 6 conducteurs souples (l'allongement d'un seul fil de cuivre doit être supérieur à 25 %, le diamètre du monofilament est inférieur à 0,30) pour garantir la douceur et la ténacité du monofilament de cuivre. Le tableau 1 répertorie les normes qui doivent être respectées pour les matériaux conducteurs en cuivre couramment utilisés.
(2) Matériaux de couche isolante des câbles
L'environnement interne des véhicules électriques est complexe, dans la sélection des matériaux isolants, d'une part, pour garantir l'utilisation sûre de la couche isolante, d'autre part, dans la mesure du possible, pour choisir des matériaux faciles à traiter et largement utilisés. Actuellement, les matériaux isolants couramment utilisés sont le chlorure de polyvinyle (PVC),polyéthylène réticulé (XLPE), caoutchouc de silicone, élastomère thermoplastique (TPE), etc., et leurs principales propriétés sont présentées dans le tableau 2.
Parmi eux, le PVC contient du plomb, mais la directive RoHS interdit l'utilisation de plomb, de mercure, de cadmium, de chrome hexavalent, d'éthers diphényliques polybromés (PBDE) et de biphényles polybromés (PBB) et d'autres substances nocives. Ces dernières années, le PVC a donc été remplacé par XLPE, caoutchouc de silicone, TPE et autres matériaux respectueux de l'environnement.
(3) Matériau de la couche de blindage du câble
La couche de blindage est divisée en deux parties : une couche de blindage semi-conductrice et une couche de blindage tressée. La résistivité volumique du matériau de blindage semi-conducteur à 20°C et 90°C et après vieillissement est un indice technique important pour mesurer le matériau de blindage, qui détermine indirectement la durée de vie du câble haute tension. Les matériaux de blindage semi-conducteurs courants comprennent le caoutchouc éthylène-propylène (EPR), le chlorure de polyvinyle (PVC) etpolyéthylène (PE)matériaux à base. Dans le cas où la matière première n'a aucun avantage et que le niveau de qualité ne peut pas être amélioré à court terme, les instituts de recherche scientifique et les fabricants de matériaux de câbles se concentrent sur la recherche de la technologie de traitement et du rapport de formule du matériau de blindage et recherchent l'innovation dans le rapport de composition du matériau de blindage pour améliorer les performances globales du câble.
2. Processus de préparation des câbles haute tension
(1) Technologie des brins conducteurs
Le processus de base du câble a été développé depuis longtemps, il existe donc également ses propres spécifications standard dans l'industrie et les entreprises. Dans le processus de tréfilage, selon le mode de détorsion du fil unique, l'équipement de toronnage peut être divisé en toronneuse sans torsion, toronneuse sans torsion et toronneuse sans torsion/détorsion. En raison de la température de cristallisation élevée du conducteur en cuivre, la température et le temps de recuit sont plus longs, il est approprié d'utiliser l'équipement de toronneuse sans torsion pour effectuer une traction continue et une traction continue du fil afin d'améliorer l'allongement et le taux de fracture du tréfilage. À l'heure actuelle, le câble en polyéthylène réticulé (XLPE) a complètement remplacé le câble en papier huilé entre les niveaux de tension de 1 à 500 kV. Il existe deux processus courants de formation de conducteurs pour les conducteurs XLPE : le compactage circulaire et la torsion des fils. D'une part, le noyau de fil peut éviter que la température et la pression élevées dans le pipeline réticulé n'enfoncent son matériau de protection et son matériau d'isolation dans l'espacement du fil toronné et provoquent des déchets ; D'autre part, il peut également empêcher l'infiltration d'eau dans la direction du conducteur pour garantir le fonctionnement sûr du câble. Le conducteur en cuivre lui-même est une structure de toronnage concentrique, qui est principalement produite par une toronneuse à cadre ordinaire, une toronneuse à fourche, etc. Par rapport au processus de compactage circulaire, il peut assurer la formation ronde du toronnage du conducteur.
(2) Processus de production d'isolation de câble XLPE
Pour la production de câbles XLPE haute tension, la réticulation sèche caténaire (CCV) et la réticulation sèche verticale (VCV) sont deux procédés de formage.
(3) Processus d'extrusion
Auparavant, les fabricants de câbles utilisaient un processus d'extrusion secondaire pour produire une âme isolante de câble, la première étape étant en même temps l'extrusion du blindage du conducteur et de la couche isolante, puis réticulée et enroulée sur le chemin de câbles, placée pendant un certain temps, puis extrudée. bouclier isolant. Au cours des années 1970, un procédé d'extrusion à trois couches 1+2 est apparu dans l'âme du fil isolé, permettant de réaliser le blindage et l'isolation internes et externes en un seul processus. Le processus extrude d'abord le blindage du conducteur, après une courte distance (2 à 5 m), puis extrude simultanément l'isolant et le blindage isolant sur le blindage du conducteur. Cependant, les deux premières méthodes présentent de grands inconvénients. C'est pourquoi, à la fin des années 1990, les fournisseurs d'équipements de production de câbles ont introduit un processus de production par coextrusion à trois couches, qui extrudait simultanément le blindage des conducteurs, l'isolation et le blindage isolant. Il y a quelques années, les pays étrangers ont également lancé une nouvelle conception de tête de barillet d'extrudeuse et de plaque à mailles incurvées, en équilibrant la pression d'écoulement de la cavité de la tête de vis pour atténuer l'accumulation de matériau, prolonger le temps de production continu, remplaçant le changement non-stop des spécifications de la conception de la tête peut également réduire considérablement les coûts des temps d'arrêt et améliorer l'efficacité.
3. Conclusion
Les véhicules à énergie nouvelle ont de bonnes perspectives de développement et un marché énorme, ont besoin d'une série de produits de câbles haute tension avec une capacité de charge élevée, une résistance aux températures élevées, un effet de blindage électromagnétique, une résistance à la flexion, une flexibilité, une longue durée de vie et d'autres excellentes performances en production et occupent le marché. Le matériau des câbles haute tension pour véhicules électriques et son processus de préparation ont de larges perspectives de développement. Les véhicules électriques ne peuvent pas améliorer l’efficacité de la production et garantir la sécurité d’utilisation sans câble haute tension.
Heure de publication : 23 août 2024