Era baru industri otomotif energi baru mengemban misi ganda transformasi industri, peningkatan, dan perlindungan lingkungan atmosfer. Hal ini mendorong perkembangan industri kabel tegangan tinggi dan aksesori terkait lainnya untuk kendaraan listrik. Produsen kabel dan lembaga sertifikasi telah menginvestasikan banyak energi dalam penelitian dan pengembangan kabel tegangan tinggi untuk kendaraan listrik. Kabel tegangan tinggi untuk kendaraan listrik memiliki persyaratan kinerja yang tinggi di semua aspek, dan harus memenuhi standar RoHSB, standar tahan api UL94V-0, dan kinerja yang rendah. Makalah ini memperkenalkan material dan teknologi preparasi kabel tegangan tinggi untuk kendaraan listrik.
1. Bahan kabel tegangan tinggi
(1) Bahan konduktor kabel
Saat ini, terdapat dua material utama lapisan konduktor kabel: tembaga dan aluminium. Beberapa perusahaan berpendapat bahwa inti aluminium dapat mengurangi biaya produksi secara signifikan. Hal ini dilakukan dengan menambahkan tembaga, besi, magnesium, silikon, dan elemen lainnya berdasarkan material aluminium murni. Melalui proses khusus seperti sintesis dan perlakuan anil, konduktivitas listrik, kinerja tekuk, dan ketahanan korosi kabel dapat ditingkatkan. Hal ini bertujuan untuk memenuhi persyaratan kapasitas beban yang sama, mencapai efek yang sama atau bahkan lebih baik dengan konduktor inti tembaga. Dengan demikian, biaya produksi dapat dihemat secara signifikan. Namun, sebagian besar perusahaan masih menganggap tembaga sebagai material utama lapisan konduktor. Pertama, resistivitas tembaga rendah, dan sebagian besar kinerja tembaga lebih baik daripada aluminium pada tingkat yang sama, seperti kapasitas hantar arus yang besar, rugi tegangan rendah, konsumsi energi rendah, dan keandalan yang tinggi. Saat ini, pemilihan konduktor umumnya menggunakan standar nasional 6 konduktor lunak (perpanjangan kawat tembaga tunggal harus lebih dari 25%, diameter monofilamen kurang dari 0,30) untuk memastikan kelembutan dan ketangguhan monofilamen tembaga. Tabel 1 mencantumkan standar yang harus dipenuhi untuk bahan konduktor tembaga yang umum digunakan.
(2) Bahan lapisan isolasi kabel
Lingkungan internal kendaraan listrik sangat kompleks. Dalam pemilihan material isolasi, di satu sisi, untuk memastikan penggunaan lapisan isolasi yang aman, di sisi lain, sebisa mungkin memilih material yang mudah diproses dan banyak digunakan. Saat ini, material isolasi yang umum digunakan adalah polivinil klorida (PVC).polietilena ikatan silang (XLPE), karet silikon, elastomer termoplastik (TPE), dll., dan sifat utamanya ditunjukkan pada Tabel 2.
Di antara semuanya, PVC mengandung timbal, tetapi Petunjuk RoHS melarang penggunaan timbal, merkuri, kadmium, kromium heksavalen, polibrominasi difenil eter (PBDE) dan polibrominasi bifenil (PBB) serta zat berbahaya lainnya, sehingga dalam beberapa tahun terakhir PVC telah digantikan oleh XLPE, karet silikon, TPE, dan bahan ramah lingkungan lainnya.
(3) Bahan lapisan pelindung kabel
Lapisan pelindung dibagi menjadi dua bagian: lapisan pelindung semi-konduktif dan lapisan pelindung jalinan. Resistivitas volume bahan pelindung semi-konduktif pada suhu 20°C dan 90°C serta setelah penuaan merupakan indeks teknis penting untuk mengukur bahan pelindung, yang secara tidak langsung menentukan masa pakai kabel tegangan tinggi. Bahan pelindung semi-konduktif yang umum meliputi karet etilen-propilena (EPR), polivinil klorida (PVC), danpolietilena (PE)Jika bahan baku tidak memiliki keunggulan dan tingkat kualitasnya tidak dapat ditingkatkan dalam jangka pendek, lembaga penelitian ilmiah dan produsen material kabel berfokus pada penelitian teknologi pemrosesan dan rasio formula material pelindung, serta mencari inovasi dalam rasio komposisi material pelindung untuk meningkatkan kinerja kabel secara keseluruhan.
2.Proses persiapan kabel tegangan tinggi
(1) Teknologi untai konduktor
Proses dasar kabel telah dikembangkan untuk waktu yang lama, sehingga ada juga spesifikasi standar mereka sendiri di industri dan perusahaan. Dalam proses penarikan kawat, menurut mode pelepasan lilitan kawat tunggal, peralatan stranding dapat dibagi menjadi mesin untai pelepasan lilitan, mesin untai pelepasan lilitan dan mesin untai pelepasan/pelepasan lilitan. Karena suhu kristalisasi konduktor tembaga yang tinggi, suhu dan waktu anil lebih lama, adalah tepat untuk menggunakan peralatan mesin untai pelepasan lilitan untuk melakukan penarikan terus menerus dan penarikan terus menerus monwire untuk meningkatkan perpanjangan dan tingkat fraktur penarikan kawat. Saat ini, kabel polietilena ikatan silang (XLPE) telah sepenuhnya menggantikan kabel kertas minyak antara level tegangan 1 dan 500kV. Ada dua proses pembentukan konduktor umum untuk konduktor XLPE: pemadatan melingkar dan pelintiran kawat. Di satu sisi, inti kawat dapat mencegah tekanan dan suhu tinggi pada pipa yang terhubung silang, yang dapat menekan material pelindung dan insulasi ke dalam celah kawat yang terpilin dan menyebabkan pemborosan; di sisi lain, inti kawat juga dapat mencegah infiltrasi air di sepanjang arah konduktor untuk memastikan pengoperasian kabel yang aman. Konduktor tembaga itu sendiri merupakan struktur pilinan konsentris, yang sebagian besar diproduksi oleh mesin pilinan rangka biasa, mesin pilinan garpu, dll. Dibandingkan dengan proses pemadatan melingkar, proses ini dapat memastikan pembentukan pilinan konduktor yang bulat.
(2) Proses produksi isolasi kabel XLPE
Untuk produksi kabel XLPE tegangan tinggi, pengikatan silang kering catenary (CCV) dan pengikatan silang kering vertikal (VCV) adalah dua proses pembentukan.
(3) Proses ekstrusi
Sebelumnya, produsen kabel menggunakan proses ekstrusi sekunder untuk memproduksi inti insulasi kabel, langkah pertama pada saat yang sama mengekstruksi pelindung konduktor dan lapisan insulasi, dan kemudian diikat silang dan dililitkan ke baki kabel, ditempatkan untuk jangka waktu tertentu dan kemudian mengekstruksi pelindung insulasi. Selama tahun 1970-an, proses ekstrusi tiga lapis 1+2 muncul di inti kawat berinsulasi, yang memungkinkan pelindung dan insulasi internal dan eksternal diselesaikan dalam satu proses. Proses ini pertama-tama mengekstruksi pelindung konduktor, setelah jarak pendek (2~5m), dan kemudian mengekstruksi insulasi dan pelindung insulasi pada pelindung konduktor pada saat yang bersamaan. Namun, dua metode pertama memiliki kelemahan besar, sehingga pada akhir 1990-an, pemasok peralatan produksi kabel memperkenalkan proses produksi ko-ekstrusi tiga lapis, yang mengekstruksi pelindung konduktor, insulasi, dan pelindung insulasi pada saat yang bersamaan. Beberapa tahun yang lalu, negara-negara asing juga meluncurkan kepala laras ekstruder baru dan desain pelat jala melengkung, dengan menyeimbangkan tekanan aliran rongga kepala sekrup untuk mengurangi penumpukan material, memperpanjang waktu produksi berkelanjutan, menggantikan perubahan spesifikasi desain kepala yang tiada henti juga dapat sangat menghemat biaya waktu henti dan meningkatkan efisiensi.
3. Kesimpulan
Kendaraan energi baru memiliki prospek pengembangan yang baik dan pasar yang besar. Oleh karena itu, serangkaian produk kabel tegangan tinggi dengan kapasitas beban tinggi, ketahanan suhu tinggi, efek pelindung elektromagnetik, ketahanan tekuk, fleksibilitas, masa pakai yang panjang, dan kinerja unggul lainnya perlu diproduksi dan dipasarkan. Material kabel tegangan tinggi untuk kendaraan listrik dan proses persiapannya memiliki prospek pengembangan yang luas. Tanpa kabel tegangan tinggi, kendaraan listrik tidak dapat meningkatkan efisiensi produksi dan memastikan keamanan penggunaannya.
Waktu posting: 23-Agu-2024