一种空心电缆制造方法及电缆技术

一种空心电缆制造方法，步骤包括：1)先制造导体和铜箔导体：2)各个线缆的制造：3)步骤2)制得的线缆以及循环冷却软管共同绞合成缆芯后，再绕包无纺布带；4)在无纺布带外挤包外护套料制得到护套层；内护套外包裹金属丝构成的网状结构，网状结构外包裹隔离层，隔离层外挤包护套料构成外护套。一种空心电缆，其结构为：缆芯外依次包裹绕包层和外护套；所述缆芯由循环冷却软管以及多根线缆绞合构成，在各根线缆的间隙内填有填充；各根线缆分别为：1)主动力线芯、2)辅助电源线芯、3)信号芯组和4)地线芯。采用本方法制得的电缆，能满足设计要求，同时合格率高。

【技术实现步骤摘要】
一种空心电缆制造方法及电缆
本技术方案属于电缆
，具体是一种空心电缆制造方法及电缆。
技术介绍
目前新能源汽车常用的锂离子动力蓄电池存在着比能量低，一次充电续驶里程短的问题。因此，在目前动力电池不能提供更多续驶里程的情况下，如果能实现电池的充电快速化，从另一个角度来解决电动汽车续驶里程短的致命弱点。充电快速化成为发展的需求。同时三元催化技术、石墨烯技术的逐步成熟，动力蓄电池的比能量在不断提升，这就要求未来实现快速充电的同时，满足电池的大功率充电，实现充电的大功率的传递。不管是混合动力汽车、纯电动汽车还是燃料电池汽车，都离不开高压电气系统。纯电动汽车和插电式混合动力汽车采取超过300V的高电压和几百安培大电流。电压的提升会提高充电零部件的电性能要求，成本较高,未来的电压预计最高提升到1000V。电流的提升成为大功率充电的必选途径。目前的电流最大可达成250A，充电的电缆已采用95mm2的电缆，以保证实际使用的安全性。当电流继续增加到400A时，传统的充电电缆的导体截面需要达到185mm2或240mm2，电缆单重大、外径大、使用不便。如果电流再上升到500A时，充电电缆的导体截面、外径需继续增大，带来了电缆重、不易弯曲、采购成本高、操作不便、生产加工难控制等缺点。大功率充电的电流较大(由250A提升至400A及以上)，为解决电缆的发热现象，线束的直径随之变粗(50mm2以上)，充电的操作性降低，方案的经济性降低。故此必须要设计新的方案来解决大电流的发热问题，以较小的电缆来传递较大的电流。大功率充电技术包括冷却系统技术、冷却电缆技术和冷却接口技术、电缆温升测试技术等方面。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本技术方案提出一种空心电缆及其制造方法，具体为：一种空心电缆，其结构为：缆芯外依次包裹绕包层和外护套；所述缆芯由循环冷却软管以及多根线缆绞合构成，在各根线缆的间隙内填有填充；各根线缆分别为：1)主动力线芯：由主动力线芯导体外依次包裹内绝缘层和外绝缘层构成，内外绝缘层之间设有贯穿整条电缆的中空腔体，该中空腔体构成管状通道；所述中空腔体有多个，它们围绕主动力线芯对称；相邻中空腔体之间间隔有连接筋；内绝缘层与连接筋之间设有防粘连层；防粘连层是内绝缘层外涂抹防粘连材料构成；2)辅助电源线芯：由辅助电源线芯铜导体外包裹辅助电源线芯绝缘层构成；3)信号芯组：由信号芯组铜导体外包裹绝缘层构成信号线芯，多根信号线芯绞合构成信号芯缆芯，信号芯缆芯外包裹金属绕包层，金属绕包层外包裹金属屏蔽层；多根信号线芯的间隙内填有填充；4)地线芯：由地线芯导体外包裹地线芯绝缘层构成地线芯，地线芯导体由多股铜丝组成；所述循环冷却软管：由热塑性弹性体材料挤出构成的空心管道。缆芯的绕包层外还包裹有内护套，内护套外包裹金属丝构成的网状结构，网状结构外有隔离层，隔离层外再包裹外护套；构成缆芯的填充绳材料为聚丙烯填充绳；缆芯外的绕包层是无纺布带绕包构成，绕包带搭盖率不小于5mm，无纺布带的厚度为0.1mm；外护套标称厚度不低于1.7mm。内护套是由的热塑性弹性体护套料挤包构成，内护套的厚度不小于0.5mm；网状结构的网孔密度不小于80％，金属丝是镀锡铜丝或裸铜丝，其中，镀锡铜丝20℃电阻率≤0.01780Ω·mm2/m，裸铜丝20℃电阻率≤0.017241Ω·mm2/m；网状结构的伸长率不低于15％；隔离层为环保非吸湿性材料构成，隔离层厚度不大于0.1mm。所述主动力线芯中：主动力线芯的外绝缘层外表面包裹有加强/防爆层；加强/防爆层是金属丝编织构成、金属带绕包构成或纤维丝编织构成；主动力线芯导体外还包裹有无纺布带绕包构成的绕包层，绕包搭盖率不小于5mm，无纺布带的厚度为0.1mm；绕包层外包裹有内绝缘层，内绝缘层的标称厚度最薄为0.7mm；外绝缘层是由热塑性弹性体绝缘料挤包构成，外绝缘层的标称厚度不小于1.0mm。所述主动力线芯中：先挤包绝缘料构成内绝缘层；再在内绝缘层表面增加防粘连层，在防粘连层表面挤包外绝缘料构成连接筋和外绝缘层；所述防粘连层是由涂抹在内绝缘层表面的防粘连材料构成(防粘连材料可以是现有技术中的是无机物或有机高分子防粘连材料)。所述主动力线芯导体、地线芯导体的要求相同，它们都是由多股裸铜单丝绞合构成；裸铜单丝的直径范围为0.1mm～0.2mm；裸铜单丝绞合的绞距不大于绞合后导体外径的18倍，每股裸铜丝的绞距不大于绞合后股线外径的35倍；裸铜单丝是退火裸铜单丝，裸铜单丝中铜的氧含量不大于0.001％，20℃体积电阻率不大于0.01701Ω.mm2/m。所述辅助电源线芯铜导体和信号芯组铜导体的要求相同，它们都是铜箔导体；铜箔导体是铜箔对接疏绕在纤维表面后，再与铜单丝绞合构成；铜单丝是退火裸铜单丝，铜单丝中铜的氧含量不大于0.001％，20℃体积电阻率不大于0.01701Ω.mm2/m。所述信号芯组中：多根信号线芯以及填充绳绞合构成信号芯缆芯的节径比不大于20倍；金属绕包层是由重叠绕包的铝箔带构成，绕包搭盖率不小于25％；金属屏蔽层是由铜丝编织构成，编织丝直径不大于0.15mm，编织密度80％～90％；所述信号芯缆芯还外包裹内护套层，内护套层外再包裹所述金属绕包层。所述辅助电源线芯、信号芯组、主动力线芯、地线芯和循环冷却软管各有偶数根；所述电缆的径向截面是圆形；按照线径大小，线径较大的功能线缆在内，线径较小的功能线缆在外，依次排列；线径最接近的两功能线缆的位置是沿穿过圆心的直线成轴对称。循环冷却软管的标称壁厚最小为0.7mm。上述电缆在实际生产中遇到了问题：由于采用新的结构，采用传统生产工艺，或者是按照经验等在传统生产工艺上进行修正都无法生产出达到理论性能的电缆，甚至无法生产符合常规要求的电缆。为此，本专利技术创造提出一种新的制造方法，专用于该电缆，具体如下：一种空心电缆的制造方法，步骤包括：1)先制造导体和铜箔导体：A、导体：是由多股裸铜单丝绞合构成；裸铜单丝的直径范围为0.1mm～0.2mm；裸铜单丝绞合的绞距不大于绞合后导体外径的18倍，每股裸铜丝的绞距不大于绞合后股线外径的35倍；裸铜单丝是退火裸铜单丝，裸铜单丝中铜的氧含量不大于0.001％，20℃体积电阻率不大于0.01701Ω.mm2/m；导体的线径大小不同，分别作为主动力线芯导体和地线芯导体，备用；B、铜箔导体：由铜箔对接疏绕在纤维表面后，再与铜单丝绞合构成；铜单丝是退火裸铜单丝，铜单丝中铜的氧含量不大于0.001％，20℃体积电阻率不大于0.01701Ω.mm2/m。铜箔导体的线径大小，分别作为辅助电源线芯铜导体和信号芯组铜导体，备用；2)各个线缆的制造：2.1)制造主动力线芯：取主动力线芯导体，并在其外挤包热固性绝缘料，再涂涂抹防粘连材料，然后挤包连接筋和外绝缘层，最后，包裹加强/防爆层，备用；2.2)制造辅助电源线芯：取辅助电源线芯铜导体，并在其外挤包热固性绝缘料，备用；2.3)制造地线芯：取地线芯导体，并在其外挤包热固性绝缘料，备用；2.4)制造信号芯组：取信号芯组铜导体，并在其外挤包热固性绝缘料，构成信号线芯；多根信号线芯以及填充绳绞合构成信号芯缆芯，节径比不大于20倍；信号芯缆芯外重叠绕包铝箔带，绕包搭盖率不小于25％；再在铝箔带外包裹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空心电缆制造方法，其特征是步骤包括：1)先制造导体和铜箔导体：A、导体：是由多股裸铜单丝绞合构成；裸铜单丝的直径范围为0.1mm～0.2mm；裸铜单丝绞合的绞距不大于绞合后导体外径的18倍，每股裸铜丝的绞距不大于绞合后股线外径的35倍；裸铜单丝是退火裸铜单丝，裸铜单丝中铜的氧含量不大于0.001％，20℃体积电阻率不大于0.01701Ω.mm2/m；导体的线径大小不同，分别作为主动力线芯导体和地线芯导体，备用；B、铜箔导体：由铜箔对接疏绕在纤维表面后，再与铜单丝绞合构成；铜单丝是退火裸铜单丝，铜单丝中铜的氧含量不大于0.001％，20℃体积电阻率不大于0.01701Ω.mm2/m；铜箔导体的线径大小，分别作为辅助电源线芯铜导体和信号芯组铜导体，备用；2)各个线缆的制造：2.1)制造主动力线芯：取主动力线芯导体，并在其外挤包热固性绝缘料，再涂涂抹防粘连材料，然后挤包连接筋和外绝缘层，最后，包裹加强/防爆层，备用；2.2)制造辅助电源线芯：取辅助电源线芯铜导体，并在其外挤包热固性绝缘料，备用；2.3)制造地线芯：取地线芯导体，并在其外挤包热固性绝缘料，备用；2.4)制造信号芯组：取信号芯组铜导体，并在其外挤包热固性绝缘料，构成信号线芯；多根信号线芯以及填充绳绞合构成信号芯缆芯，节径比不大于20倍；信号芯缆芯外重叠绕包铝箔带，绕包搭盖率不小于25％；再在铝箔带外包裹镀锡铜丝编织层作为金属屏蔽层，镀锡铜丝直径不大于0.15mm，编织密度80％～90％，备用；2.5)循环冷却软管：由热塑性弹性体材料挤出构成的空心管道；3)步骤2.1～2.5)制得的线缆以及循环冷却软管共同绞合成缆芯后，再绕包无纺布带；4)在无纺布带外挤包外护套料制得到护套层；内护套外包裹金属丝构成的网状结构，网状结构外包裹隔离层，隔离层外挤包护套料构成外护套。...

【技术特征摘要】
1.一种空心电缆制造方法，其特征是步骤包括：1)先制造导体和铜箔导体：A、导体：是由多股裸铜单丝绞合构成；裸铜单丝的直径范围为0.1mm～0.2mm；裸铜单丝绞合的绞距不大于绞合后导体外径的18倍，每股裸铜丝的绞距不大于绞合后股线外径的35倍；裸铜单丝是退火裸铜单丝，裸铜单丝中铜的氧含量不大于0.001％，20℃体积电阻率不大于0.01701Ω.mm2/m；导体的线径大小不同，分别作为主动力线芯导体和地线芯导体，备用；B、铜箔导体：由铜箔对接疏绕在纤维表面后，再与铜单丝绞合构成；铜单丝是退火裸铜单丝，铜单丝中铜的氧含量不大于0.001％，20℃体积电阻率不大于0.01701Ω.mm2/m；铜箔导体的线径大小，分别作为辅助电源线芯铜导体和信号芯组铜导体，备用；2)各个线缆的制造：2.1)制造主动力线芯：取主动力线芯导体，并在其外挤包热固性绝缘料，再涂涂抹防粘连材料，然后挤包连接筋和外绝缘层，最后，包裹加强/防爆层，备用；2.2)制造辅助电源线芯：取辅助电源线芯铜导体，并在其外挤包热固性绝缘料，备用；2.3)制造地线芯：取地线芯导体，并在其外挤包热固性绝缘料，备用；2.4)制造信号芯组：取信号芯组铜导体，并在其外挤包热固性绝缘料，构成信号线芯；多根信号线芯以及填充绳绞合构成信号芯缆芯，节径比不大于20倍；信号芯缆芯外重叠绕包铝箔带，绕包搭盖率不小于25％；再在铝箔带外包裹镀锡铜丝编织层作为金属屏蔽层，镀锡铜丝直径不大于0.15mm，编织密度80％～90％，备用；2.5)循环冷却软管：由热塑性弹性体材料挤出构成的空心管道；3)步骤2.1～2.5)制得的线缆以及循环冷却软管共同绞合成缆芯后，再绕包无纺布带；4)在无纺布带外挤包外护套料制得到护套层；内护套外包裹金属丝构成的网状结构，网状结构外包裹隔离层，隔离层外挤包护套料构成外护套。2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征是所述步骤3)中：缆芯间隙采用非吸湿性耐高温加捻型填充绳；填充绳填充直径采用94.0mm；成缆绞合节距范围是12～14倍线芯绞合后外径；绞制过程中，绞笼机的绞笼转速85～90r/min，牵引速度4～5m/min，绕包头转速10～20r/min；用无纺布带重叠绕包的搭盖率不小于25％；绕包时，牵引速度为4～5m/min，绕包节距为40±5mm，无纺布带上的张力为40～45N；绕包方向为右向，绕包带厚度为0.1mm。3.根据权利要求1所述的制造方法，其所述步骤2.1)～2.4)中，根据相应绝缘层结构，采用相应的模具，挤包绝缘料，并冷却；所述步骤2.1)～2.4)中的热固性绝缘料，挤包要求为：自进料到出料方向，挤塑机机身温区分别为：一区145±5℃、二区150±5℃、三区160±5℃、四区170±5℃、五区180±5℃；机头和机颈的各个温区的温度都是185±5℃；其中：一区为入料段，二区、三区为塑化段，四区、五区为均化段；绝缘料挤出后通过电子加速完成辐照,辐照能量1.2～2.1MEV，束流20mA～26mA，能量比1.2～2.0，生产线速度30～120m/min；所述步骤2.1)中，连接筋和外绝缘层的材料相同，都是热塑性弹性体，其模具是共挤模具，在挤塑机的机头上配模芯、模套，模芯孔径＝导体直径+0.2mm；连接筋和外绝缘的挤包要求为：自进料到出料方向，挤塑机机身温区分别为：一区145±5℃、二区155±5℃、三区165±5℃、四区175±5℃、五区185±5℃；机头和机颈的各个温区的温度都是190±5℃；其中：一区为入料段，二区、三区为塑化段，四区、五区为均化段。4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征是所述步骤4)中，外护套是采用挤塑机挤包护套料得到，一区为入料段，二区、三区为塑化段，四区、五区为均化段自进料到出料方向，出料方向，机身温区为：一区145±5℃、二区155±5℃、三区165±5℃、四区175±5℃、五区185±5℃；机头、机颈的各个温区的温度都是195±5℃；一区为入料段，二区、三区为塑化段，四区、五区为均化段。5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征是各根信号芯组中的信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：张广柱，张东杰，王雪松，祝军，李斌，
申请(专利权)人：江苏上上电缆集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32