電気自動車用高電圧ケーブル材料とその製造プロセス

新時代の新エネルギー自動車産業は、産業変革と大気環境のアップグレードと保護という二重の使命を担っており、これが電気自動車用の高電圧ケーブルおよびその他の関連アクセサリーの産業発展を大きく推進しており、ケーブルメーカーと認証機関は、は、電気自動車用の高電圧ケーブルの研究開発に多大なエネルギーを投資しました。電気自動車用の高電圧ケーブルにはあらゆる面で高い性能要件があり、RoHSb 規格、難燃性グレード UL94V-0 規格の要件、およびソフト性能を満たしている必要があります。電気自動車用高圧ケーブルの材料と作製技術を紹介した。

1.高圧ケーブルの材質
(1) ケーブルの導体材質
現在、ケーブル導体層の主な材料は銅とアルミニウムの 2 つです。いくつかの企業は、アルミニウムコアは、純アルミニウム材料をベースに、合成やアニーリング処理などの特殊なプロセスを通じて銅、鉄、マグネシウム、シリコンなどの元素を添加し、導電性、曲げ性を向上させることで、製造コストを大幅に削減できると考えています。同じ負荷容量の要件を満たすために、ケーブルの性能と耐食性を向上させ、銅芯導体と同じかそれ以上の効果を達成します。したがって、製造コストが大幅に節約される。しかし、ほとんどの企業は依然として銅を導体層の主材料とみなしています。まず、銅の抵抗率が低く、大電流など、銅の性能のほとんどが同レベルのアルミニウムよりも優れています。容量、低電圧損失、低エネルギー消費、強力な信頼性。現在、導体の選択には、銅モノフィラメントの柔らかさと靭性を確保するために、一般に国家標準の 6 軟導体 (単銅線の伸びが 25% 以上、モノフィラメントの直径が 0.30 未満である必要がある) が使用されています。表 1 に、一般的に使用される銅導体材料について満たさなければならない規格を示します。

(2) ケーブルの絶縁層材質
電気自動車の内部環境は複雑であり、絶縁材料の選択では、一方では絶縁層を安全に使用するために、他方では、可能な限り加工が容易で広く使用されている材料を選択する必要があります。現在、一般的に使用されている絶縁材料はポリ塩化ビニル（PVC）です。架橋ポリエチレン (XLPE)、シリコーンゴム、熱可塑性エラストマー（TPE）などがあり、その主な物性を表2に示します。
このうちPVCには鉛が含まれていますが、RoHS指令により鉛、水銀、カドミウム、六価クロム、ポリ臭化ジフェニルエーテル（PBDE）、ポリ臭化ビフェニル（PBB）などの有害物質の使用が禁止されているため、近年ではPVCに代わってPVCが使用されています。 XLPE、シリコーンゴム、TPE、その他の環境に優しい素材。

(3) ケーブルシールド層材質
シールド層は、半導電性シールド層と編組シールド層の 2 つの部分に分かれています。 20℃および90℃およびエージング後の半導電性シールド材の体積抵抗率は、シールド材を測定するための重要な技術指標であり、高圧ケーブルの耐用年数を間接的に決定します。一般的な半導電性シールド材料には、エチレンプロピレンゴム (EPR)、ポリ塩化ビニル (PVC)、およびポリエチレン(PE)ベースの素材。原材料に利点がなく、短期的に品質レベルを向上させることができない場合、科学研究機関やケーブル材料メーカーはシールド材の加工技術や配合比率の研究に重点を置き、シールド材の革新を模索しています。シールド材の構成比率を変更し、ケーブル全体の性能を向上させます。

2.高圧ケーブル準備工程
(1) 導体素線技術
ケーブルの基本プロセスは長い時間をかけて開発されてきたため、業界や企業には独自の標準仕様もあります。伸線工程では、単線の解撚モードに応じて、撚り設備は解撚撚線機、解撚撚線機、解撚/解撚撚線機に分けることができます。銅導体の結晶化温度が高く、アニーリング温度と時間が長いため、伸線の伸びと破断率を向上させるために、解撚撚り機設備を使用して連続引張および連続引張モンワイヤを実行するのが適切です。現在、1 ～ 500kV の電圧レベルでは、架橋ポリエチレン ケーブル (XLPE) がオイルペーパー ケーブルに完全に取って代わりました。 XLPE 導体には、円形圧縮とワイヤ撚りという 2 つの一般的な導体形成プロセスがあります。一方で、ワイヤーコアは、架橋パイプライン内の高温高圧を回避して、シールド材と絶縁材をより線の隙間に押し込み、無駄を生じさせることを回避できます。一方で、導体方向に沿った水の浸入を防ぎ、ケーブルの安全な動作を確保することもできます。銅導体自体は同心撚り構造であり、主に通常のフレーム撚り機、フォーク撚り機などで製造されます。円形圧縮プロセスと比較して、導体撚りの円形形成を保証できます。

(2) XLPEケーブル絶縁体の製造工程
高電圧 XLPE ケーブルの製造では、カテナリー乾式架橋 (CCV) と垂直乾式架橋 (VCV) の 2 つの形成プロセスがあります。

(3) 押出加工
以前、ケーブルメーカーは二次押出プロセスを使用してケーブル絶縁コアを製造し、最初のステップで導体シールドと絶縁層を同時に押出し、次に架橋してケーブルトレイに巻き付け、一定期間配置してから押出しを行っていました。絶縁シールド。 1970 年代には、絶縁電線コアに 1+2 の 3 層押出プロセスが登場し、内部および外部のシールドと絶縁を 1 つのプロセスで完了できるようになりました。このプロセスでは、まず導体シールドを短い距離 (2 ～ 5m) で押し出し、次に導体シールド上に絶縁体と絶縁シールドを同時に押し出します。しかし、最初の 2 つの方法には大きな欠点があるため、1990 年代後半にケーブル製造装置のサプライヤーは、導体のシールド、絶縁体、および絶縁シールドを同時に押し出す 3 層共押出製造プロセスを導入しました。数年前、外国も押出機のバレルヘッドと湾曲したメッシュプレートの新しいデザインを発売しました。これは、スクリューヘッドのキャビティの流れ圧力のバランスをとることにより、材料の蓄積を軽減し、連続生産時間を延長し、ノンストップの仕様変更に代わるものです。ヘッドの設計により、ダウンタイムのコストが大幅に節約され、効率が向上します。

3. 結論
新エネルギー車は良好な開発見通しと巨大な市場を持っており、高耐荷重、高温耐性、電磁シールド効果、耐屈曲性、柔軟性、長寿命などの優れた性能を備えた一連の高電圧ケーブル製品が生産に必要であり、市場。電気自動車の高電圧ケーブル材料とその製造プロセスには、幅広い開発の可能性があります。電気自動車は高電圧ケーブルがなければ生産効率を向上させ、安全性を確保することはできません。