一种异形电缆的制作方法

本实用新型涉及一种电缆，具体地，涉及一种用于机动车，并能适应机动车内部轮廓进行设置的异形电缆。

背景技术：

现有用于机动车的电缆，一般由导芯和包覆于导芯的绝缘层所组成。目前，机动车所使用的电缆通常为圆形，也有一部分改进的电缆呈扁状。圆形电缆因横截面为圆形，因此在同一圆周上各个点受力是各向同性的，导致在受到外力作用时，难以发生形变，使线束电缆难以折弯。

为此，中国发明专利CN 104112508 A公开了一种采用扁平状设计的新型电动汽车内部用电缆。由于采用扁平结构，在垂直于实心导芯宽度方向上的弯曲半径为成品厚度的3倍，柔软性比同截面积同截面圆形软实心导芯电线更好。实心导芯是由多条扁平方形铜带层叠起来，中间没有使用其它材料粘合，确保柔软性。但由于机动车内部轮廓形状不一，仅使用相同扁平状的电缆会导致布线耗材大大增加，增加了布线的成本。同时，单种扁状电缆极易产生单根受力，当汽车受到碰撞时，应力无法显著释放，造成线缆的断折，从而发生安全事故。

另外，中国发明专利CN 2388691Y将电缆芯线截面设置成空心开口方形、空心开口矩形等，在具有同样电流负载量的情况下，使得截面积减小，重量减轻，从而可节约电缆的生产成本。但单一的电缆形状结构无法与机动车内部轮廓相匹配，该电缆不能将不同形状的电缆相接，以适应实际电缆在复杂的车身轮廓上的布线的需要。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种既能提高机动车安全性能，又能节约机动车生产成本，还能满足人们对车体轻量化的使用需求的异形电缆。

为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种异形电缆，所述异形电缆的导芯由至少两个横截面形状相异的导芯段首尾相接而成。

需要说明的是，本方案的异形指的是电缆中的导芯至少由两个横截面形状相异的导芯段首尾相接而成。同时，由于所述异形电缆导芯由至少两个横截面形状相异的导芯段首尾相接，能够在车身受到猛烈撞击时，避免普通电缆经常出现的单根受力的情况，快速分散电缆所承受的应力，从而更好地避免电缆受力撞断，大大地提高了机动车辆的安全性能。

优选地，所述导芯段有效导电横截面积的公差范围在±20％。

需要说明的是，在实际生产过程中，由于制造误差或者为了适应不同车身，每个导芯段内部的有效导电横截面积可能存在一定公差，但发明人认为，为保证用电安全，其公差范围应在±20％。此数值是相对于每个导芯段的有效导电横截面积而言，而非限定不同导芯段之间。发明人从多次试验以及富有创造性的改进过程中总结出：当线缆的有效导电面积的公差设置在±1％，±2％，±3％，±4％，±5％，±6％，±7％，±8％，±9％，±10％，±11％，±12％，±13％，±14％，±15％，±16％，±17％，±18％，±19％，±20％时，超过公差的电缆部分的外部绝缘层均没有熔化，而当线缆的有效导电面积的公差设置超过±20％时，部分线缆的外部绝缘层开始熔化，从而使整个异形电缆的导电安全性能受到破坏。因而，发明人认为，将导电线缆的有效导电横截面积的公差设置在±20％，此公差范围的设置可以有效地减少异形电缆因部分导电部分温度过高而导致的绝缘层熔化。通过此方案，满足异形电缆的使用用电安全。

需要说明的是，所述导芯段可以是实心的，或者是部分空心的，也可以是全部空心的。

进一步地，所述导芯段还可以是柔性的。

在相邻连接的导芯段中，其组合可以是实心导芯段与空心导芯段，或者是实心导芯段和柔性导芯段，或者是实心导芯段与实心导芯段，或者是空心导芯段与柔性导芯段，或者空心导芯段与空心导芯段，或者柔性导芯段和柔性导芯段。当然，上述四种不同状态的导芯段的任意组合均应被认为包括在本技术方案中。

优选地，所述其中一个导芯段的一端与相邻的另一个导芯段的一端抵接。

优选地，所述其中一个导芯段的一端的上表面与相邻的另一个导芯段的一端的下表面相接。

需要说明的是，上述连接方式可以使用焊接或压接或熔接或插接的方式。

优选地，当所述相邻两个导芯段横截面形状相异时，通过一个两端形状分别与所述两个导芯段横截面形状相同的导芯连接部件相连接。

需要说明的是，利用一个两端形状分别与两个所需连接的导芯段横截面相同的导芯连接部件，可解决两个电缆段因横截面形状不同的原因无法直接相连接的问题。

更为优选地，所述导芯连接部件的各横截面面积相近。

需要说明的是，该导芯连接部件的各横截面面积相近，可更好地实现导电效果的一致性。作为其中一种优选的实施方式，所述导芯连接部件的横截面积处处相等。此时，所述导芯连接部件的导电效果一致性最佳。

优选地，所述异形电缆根据机动车车身轮廓相接。通过此方案，能够适应车身各部分轮廓的实际需要铺设电缆，节省材料及空间，进而节约机动车辆的成本。

优选地，所述异形电缆叠加回折延伸。

通过电缆叠加回折的方案，会消除由于高压电流传输引起的涡流效应，不影响车体内其他电器的运行，进而能够在高压大电流的情况下得到较好的应用。

优选地，所述导芯段是铝芯或铝合金芯。

需要说明的是，采用铝导芯(包括铝芯或其合金材料)代替现有技术惯常使用的铜导芯，由于铝的密度仅为铜的三分之一，而根据电气性能实心导芯电阻率的差异，在满足相同导电性能的前提下，铝与铜的线径比只相差1.28倍，铝材重量只有相同载流量铜材的一半，在不增加电缆装车空间的情况下，可大大减轻线材重量，有利于实现车体的轻量化。而且采用比重小，材质价格便宜的铝导芯(包括铝芯或其合金材料)代替比重大，材质价格高的铜导芯，可减少材料成本和运输成本，节约机动车辆的生产成本。

进一步优选地，所述铝芯的铝含量不少于95％。

优选地，所述铝合金芯是铝铜合金或铝镁合金或铝锂合金或铝锰合金或铝锌合金或铝硅合金。

通过对电缆的不同电气、机械性能以及重量要求，可以选用不同的合金来满足机动车的功能要求。

优选地，所述导芯段的横截面呈椭圆形或多边形或E形或F形或H形或K形或L形或T形或U形或V形或W形或X形或Y形或Z形或半弧形或弧形或波浪形结构。

优选地，所述多边形为三角形或四边形或五边形或六边形或八边形。

需要说明的是，导芯段的横截面形状可设置成椭圆形、多边形以及其他各类非圆形形状，能够更好地根据机动车车身的轮廓进行布线，减少布线耗材。多种截面的组合，也使车身布线和安置车身零件有更多的选择，从而降低车辆生产成本。

优选地，所述导芯段横截面的内角为倒圆角。

需要说明的是，若导芯段被制作成多边形时，将多边形各个内角设置为倒圆角，可防止导芯段锋利的边角刺破绝缘层，同时还可以防止因流经的电流过大从而毛刺产生放电，造成击穿，从而保护绝缘层，延长电缆段的使用寿命。

优选地，所述导芯段外部包覆有绝缘层，所述绝缘层轮廓与所述导芯段相贴合。

需要说明的是，所述绝缘层包覆导芯段的外壁，因此每一个电缆段的横截面形状是由导芯段的形状决定的。通过这种方式，电缆可根据实际机动车不同部位的需要，被制作成不同形状以适应机动车轮廓进行连接设置。

需要说明的是，所述绝缘层不仅可以包覆在导芯段的外壁，也可以包覆在各导芯段的相接处。

需要说明的是，绝缘层的制作材料包括但不限于PVC、硅橡胶、TPE、XPE、PP、XLPE、FEP、ETFE、TPR和TPFE的一种或多种。

优选地，所述导芯段与实心电缆或部分实心电缆或空心电缆或柔性电缆中一种或多种相接。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型的电缆由至少两个横截面形状相异的电缆首尾相接而成。通过此方案，能够适应车身各部分轮廓的实际需要铺设电缆，节省耗材，从而降低车辆布线成本。同时，能够在车身受到猛烈撞击时，避免普通电缆经常出现的单根受力的情况，快速分散电缆所承受的应力，从而更好地避免电缆受力撞断，大大地提高了机动车辆的安全性能。

2、本实用新型的电缆各导芯段有效导电横截面积的公差范围在±20％，此设计能保证异形电缆的导电性能，避免由于电缆导电性能的过大差异产生线缆局部过热，从而避免产生因局部过热所产生的安全问题。

3、本实用新型的电缆利用一个两端形状分别与两个所需连接的导芯段横截面相同的导芯连接部件，可解决两个电缆段因横截面形状不同的原因无法直接相连接的问题，并且可以提升连接效率，降低连接成本。

4、本实用新型的电缆中通过电缆叠加回折，会消除由于高压电流传输引起的涡流效应，从而满足整车电磁兼容性的需求，不影响车体内其他电器的运行，进而能够在高压大电流情况，如新能源汽车等情况下得到较好的应用。

5、本实用新型的电缆采用铝导芯(包括铝芯或其合金材料)替代现有的铜芯，一方面由于铝导芯质量较轻，可实现车体的轻量化；另一方面，还由于铝导芯价格较低，能够大大降低电缆的生产成本和运输成本，从而减少机动车的生产成本。

6、本实用新型的电缆，当其导芯段形状为椭圆形或多边形或E形或F形或H形或K形或L形或T形或U形或V形或W形或X形或Y形或Z形或半弧形或弧形或波浪形结构时，能够更好匹配车身轮廓，简化布线工艺。同时，多边形导芯段的各个内角用倒圆角的方式进行处理，可以避免锋利边线刺破柔性绝缘层，以及防止毛刺造成击穿绝缘层，有效地保护了电缆段，延长其使用寿命，多边形电缆的应用也能够提升。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型异形电缆的第一种优选实施方式的结构示意图；

图2为图1实施方式的结构示意图的仰视图；

图3为本实用新型异形电缆的第二种优选实施方式的结构示意图；

图4为本实用新型异形电缆的第三种优选实施方式的结构示意图；

图5为本实用新型异形电缆的第四种优选实施方式的结构示意图；

图6为本实用新型异形电缆的第六种优选实施方式的结构示意图；

图7为本实用新型异形电缆的第七种优选实施方式的结构示意图；

图中，1、电缆；11、第一导芯段；12、第二导芯段；13、第三导芯段；2、连接部件。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：

一种异形电缆，所述异形电缆的导芯由至少两个横截面形状相异的导芯段首尾相接而成。

实施例一

如图1和2所示是本技术方案的第一种具体实施方式，本实施例的电缆1的导芯是由三段形状不同的导芯段(分别为第一导芯段11、第二导芯段12和第三导芯段13)首尾相接而成的。

在本实施例中，第一导芯段的横截面呈W形、第二导芯段的横截面呈波浪形，第三导芯段的横截面呈弧形。所述第一导芯段的后端的上表面与所述第二导芯段的前端的下表面相接，所述第二导芯段的后端与所述第三导芯段的前端相抵接。在各导芯段外部包覆有PVC材质的绝缘层。

在本实施例中，所述导芯段的横截面形状分别呈W形、波浪形和弧形。在其他的实施方式中，所述导芯段的横截面形状还可以呈椭圆形或多边形或E形或F形或H形或K形或L形或T形或U形或V形或X形或Y形或Z形或半弧形等。具体横截面形状根据实际需要而设置。

在本实施例中，在实际生产过程中，由于制造误差或者为了适应不同车身，每个导芯段内部的有效导电横截面积可能存在一定公差，但发明人认为，为保证用电安全，其公差范围应在±20％。能保证异形电缆的导电性能，避免由于电缆导电性能的过大差异产生线缆局部过热，从而避免产生因局部过热所产生的安全问题。在通常的汽车及其部件中，所述电缆的导芯段有效横截面积一般在0.1mm²～180mm²之间，以适应不同应用场景需要。具体而言，例如，在本方案导芯段应用在汽车的门线缆中的实施方式中，当其横截面积取0.12mm²时，由于所述导芯段有效导电横截面积的公差范围在±20％，因此所述导芯段有效导电横截面积取值可在0.096mm²～0.144mm²之间；又例如，在本方案导芯段应用在起动机电缆的实施方式中，当其横截面积取49mm²时，由于所述导芯段有效导电横截面积的公差范围在±20％，本方案导芯段的有效导电横截面积可在39.2mm²～58.8mm²之间；又例如，在本方案导芯段应用在汽车的电源线的实施方式中，当其横截面积取59mm²时，由于所述导芯段有效导电横截面积的公差范围在±20％，因此所述导芯段有效导电横截面积取值可在47.2mm²～70.8mm²之间；又例如，在本方案导芯段应用在新能源汽车电源电缆的实施方案中，当其横截面积取180mm²时，由于所述导芯段有效导电横截面积的公差范围在±20％，因此所述导芯段有效导电横截面积取值可在144mm²～216mm²之间。

在本实施例中，第一导芯段、第二导芯段和第三导芯段均是实心导芯段结构。在其他的实施方式中，导芯段可以是根据实际情况设置成部分空心、全部空心的。这样能更好地配合机动车的实际轮廓需要进行铺设。另外，所述导芯段可以是柔性的。这样可降低机动车因撞击而容易造成的电缆损坏，提高机动车的安全性能。

在本实施例中，电缆根据机动车车底呈变换曲形(该段车底表面从左到右依次呈W形、波浪形和弧形)的特点进行铺设，以实现电缆对于该段车身的贴合布线，进一步贴合车身，减少布线的耗材，有利于减少装配空间。

在本实施例中，电缆的绝缘层材质是PVC。一方面保证其绝缘性能，另一方面还具有防水性能以及一定的弹性、耐磨性和硬度，保证电缆在加工成型过程中，柔性绝缘层不会受到损害。在其他实施方式中，所述电缆的绝缘层的材质还可以是硅橡胶、TPE、XPE、PP、XLPE、FEP、ETFE、TPR和TPFE的一种或多种。

在本实施例中，所述导芯段横截面的内角为倒圆角。由于电缆段采用了多边形结构非圆形结构，为保护柔性绝缘层，将三段导芯段的各个内角作圆角处理，即电缆的导芯的各个内角为倒圆角，一方面可以避免锋利边线刺破柔性绝缘层，另一方面还可以防止因流经的电流过大从而毛刺产生放电，造成击穿，有效地保护了电缆，延长了电缆的使用寿命。

在本实施例中，所述导芯段是铝芯。所述导芯的制作材料为铝，能减轻线材重量，有利于实现车体的轻量化。在其他实施方式中，导芯段还可以是铝合金芯，所述铝合金芯可以是铝铜合金或铝镁合金或铝锂合金或铝锰合金或铝锌合金或铝硅合金等。

实施例二

如图3所示是本技术方案的第二种具体实施方式。本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中的电缆1的所述三段形状不同的多边形导芯段，具体而言是：第一导芯段11的横截面呈三角形，第二导芯段12的横截面呈四边形，第三导芯段13的横截面呈五边形。第一导芯段的后端的下端与第二导芯段的前端的上端相抵接，第一导芯段的前端的下端与第三导芯段的后端的上端相抵接。而其他实施情况与实施例一相同，本实施例不再累述。

在本实施例中，所述导芯段横截面形状根据车身的实际需要所设置呈三角形、四边形和五边形等不同多边形形状。在其他的实施方式中，所述导芯段横截面也可以根据实际需要设置成其他多边形形状，例如六边形、八边形等。

实施例三

如图4所示是本技术方案的第三种具体实施方式。本实施例与实施例一的区别在于，所述电缆1的导芯并不是由三段形状不同的导芯段通过抵接而成的。三段导芯段之间是通过导芯连接部件2而连接的，即当所述相邻两个导芯段横截面形状相异时，通过一个两端形状分别与所述两个导芯段横截面形状相同的导芯连接部件相连接。具体来说，所述第一导芯段11的后端与所述第二导芯段12的前端通过所述导芯连接部件相连接，所述第二导芯段的后端与所述第三导芯段13的前端通过所述导芯连接部件相连接。

为保证导电效果的一致性，在本实施例中，该导芯连接部件的各横截面面积近似。作为更进一步地优选，所述连接部件的横截面积处处相等，此时所述导芯连接部件的导电效果一致性最佳。而其他实施方式与实施例一相同，本实施例不再累述。

实施例四

如图5所示是本技术方案的第四种具体实施方式。本实施例中所述电缆1的导芯并不是由两段或三段相同形态或材质的导芯段相连接，而是由三段不同形态或材质的导芯段相连。具体而言，第一导芯段11是柔性椭圆形绞合导芯段，第二导芯段12是截面积为八边形的实心导芯段，第三导芯段13是截面积为四边形的柔性绞合导芯段。所述第一导芯段的后端的下端与所述第二导芯段的前端的上端通过焊接方式相连接，所述第二导芯段的后端的上端与第三导芯段的前端的下端通过焊接方式相连接。作为其中一种优选实施方式，焊接方式为超声波焊接。柔性绞合导芯段与所述截面积为八边形的实心导芯段之间的连接，上下端面可颠倒。

作为其中一种实施方式，所述截面积为八边形的实心导芯段形态可以通过挤出后弯折得到。在其他的实施方式中，所述实心导芯段形态结构通过熔融的铝液在模具中浇铸而获得的；又或者，所述实心导芯段形态结构通过3D打印机直接打印获得。

而其他实施方式与实施例一相同，本实施例不再累述。

实施例五

实施例五是本技术方案的第五种具体实施方式，本实施例是在上述实施例四基础上的一种改进，即是由一段成型的异形电缆，在其任意部位与柔性绞合线缆相接。

在本实施例中，所述异形电缆是实心的。当然，如上述实施例所述，所述异形电缆还可以是空心或其他形态。

在本实施例中，所述异形电缆是弯折成型的。当然，如上述实施例所述，所述异形电缆的形状可根据实际需要而设置。

具体异形电缆的实施方式与前述实施例相同，本实施例不再累述。

实施例六

如图6所示是本技术方案的第六种具体实施方式，本实施例与上述实施例的区别在于：在本实施例电缆1的第二导芯段12上，分别与横截面为三角形的实心电缆，横截面为四边形的实心电缆，横截面为五边形的部分实心电缆，横截面为六边形的柔性电缆，横截面为八边形的柔性线缆相连接。在其他的实施方式中，与第二导芯段相连接的电缆还可以是实心的，或是部分实心的，又或是空心的，还可以是柔性的，其横截面形状可以为椭圆形或E形或F形或H形或K形或L形或T形或U形或V形或W形或X形或Y形或Z形或半弧形或弧形或波浪形结构的电缆中的一种或任意几种电缆的组合。

在本实施例中，所述不同形状的实心电缆、柔性线缆与第二导芯段相连接，在其他的实施方式中，其还可以与第一导芯段11或其他导芯段相连接。

在本实施例中，所述第二导芯段是实心结构，其形态通过折弯叠加得到，当线束分支结构较多时，可显著节省布线空间与线缆材料。

而其他实施方式与上述实施例相同，本实施例不再累述。

实施例七

如图7所示是本技术方案的第七种具体实施方式，本实施例与上述实施例的区别在于：本实施例电缆1的第一导芯段11的形态沿车身轮廓铺设，而电缆的第二导芯段12形态沿车身轮廓叠加回折延伸。

在本实施例中，所述导芯段形态通过折弯叠压得到，其有益效果是当导芯段传输高压电流时，相互叠加的方式会消除由于高压电流传输引起的涡流效应，不影响车体内其他电器的运行。而其他实施方式上述实施例相同，本实施例不再累述。