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充电桩线缆常用的八大材料标准

发布时间:
2020/11/04
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“新基建”的风口正吹向新能源汽车行业,必然带动新能源汽车整个产业链上的高速发展,而作为性能优异的TPE材料早在新能源汽车领域占有一席之地。
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。
今年,充电桩第一次被写进了政府工作报告。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。
根据国家能源局数据,截至2020年6月底,全国各类充电桩保有量达132.2万个,其中公共充电桩为55.8万个,数量位居全球首位。充电设施已经覆盖了全国404个城市,并且形成“十纵十横两环”的充电网络。中国新能源汽车保有量将在2030年达到6480万辆。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

EV线缆作为电传的主要组成部分,主要分为充电桩/站用线缆材料和车内高压线缆材料。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。
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,168H,最大力学性能变化率小于25%;■耐ASTM2#油100°C,168H,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30000次,2.5kV芯线耐压
4.候耐
耐紫外线(720h,60W/m2)力学性能变化率小于20%
5.耐水耐酸碱
水,80°C 168H、酸碱23°C 186H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6mm2的刮磨实验大于6mm2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100℃为一个交变,湿度控制在80%-100%。
■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/T25085
■热老化:(1)3000h长期老化:125℃,3000h,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)240h短期老化:150℃,240h,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1500ppm
■低烟:Ph>4.3,电导率60%
■阻燃:IEC60332-1 IEC60332-3C VW-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2020年建成500万个充电桩、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(2021-2035)》征求意见稿,未来十年,我国充电桩建设存在6300万的缺口,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。
EV新能源汽车线缆的主要要求、EV线缆分类及标准、EV线缆常用的8大材料及标准几个部分精彩的分享。
 
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,主要分为充电桩/站用线缆材料和车内高压线缆材料。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CQC1103 -1105、DECRA K175、EN50620、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;
EN50620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ISO6722、DECRA K179、QC/T1037-2016、CQC1122等。
12年开始,车内高压线用的是6722的标准,目前车厂与电缆厂制定了自己的一些标准,比如QC/T1037-2016、CQC1122等,1122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2017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150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(70-150)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 6722、QC/T 1073、CQC1122/ DECRAK179
充电线:CQC1103 -1105、DECRA K175
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 6722、QC/T 1073、CQC1122/ DECRA K179
充电线 CQC1103 -1105、DECRA K175 EN50620、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 CQC1103 -1105、DECRA、K175 EN50620、UL62
有涉足充电桩产业的朋友可以加编者微信17817099709
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150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 6722、 QC/T 1073、CQC1122/ DECRA K179
充电线CQC1103 -1105、DECRAK175、EN50620、UL62
5.硅胶在EV中的应用
 
优点:
1)优异的耐热特性,可达200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 6722、QC/T 1073、CQC1122/ DECRA K179
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125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:CQC1103 -1105、DECRAK175、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:CQC1103/CJS4522
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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200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150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:CQC1103

综上,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。