一种轻量环保抗拉防干扰型电动汽车交流充电桩电缆结构的制作方法

本实用新型属于电动汽车充电桩电缆技术领域，特别涉及一种轻量环保抗拉防干扰型电动汽车交流充电桩电缆结构。

背景技术：

面对日益突出的燃油供求矛盾和环境污染问题，节能环保低碳排放的电动汽车受到了广泛关注。“十五”和“十一五”期间，我国先后启动了“863计划”、“电动汽车重大科技专项”、“节能与电动汽车重大项目”等，鼓励企业、高校和科研院所进行电动汽车的研发，同时，通过制定相关政策、进行购车补贴的方式鼓励消费者购买电动汽车。2012年国务院印发的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020)》中提出，到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力将达到200万辆、累计产销量将超过500万辆。由此可见，电动汽车具有十分广阔的市场前景。

伴随着电动汽车产业及应用的快速发展，对充电设施的需求也随之增加。目前电动汽车的主要充电设施有直流充电桩(机)、交流充电桩和换电站。其中，交流充电桩充电时间较长，但体积小、安装方便、成本低，广泛应用于公共停车场等分布式充电区域。

为保证电动汽车充电过程安全、可靠，交流充电桩和电动汽车都设置了电力传输、信号控制和通信的模块，因此作为连接电动汽车和充电桩的载体，交流充电桩电缆需要提供电力传输、控制和通信的通道。充电桩电缆在使用过程中遭遇频繁拖拽移动，且长期暴露在室外，易受汽车碾压、日光照射、空气氧化、湿水环境、高低温以及酸碱化合物等因素的破坏腐蚀，因此，对其轻量化、抗拖拽、耐候性、耐高低温、柔软性以及阻燃性等性能指标提出了更高的要求。此外，交流充电桩电缆中的信号控制线芯较细，在电缆使用过程中，较细的线芯容易发生断裂，造成电缆损坏，影响使用寿命。目前的交流充电桩电缆的绝缘和护套多采用聚氯乙烯，不满足环保性的要求。

技术实现要素：

本实用新型针对技术背景所述问题，提供一种轻量环保抗拉防干扰型电动汽车交流充电桩电缆结构，该电缆具有重量轻、环保、抗拉性能好、屏蔽性能佳的特点，同时具有良好的阻燃、耐候、耐酸碱、耐油等性能。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种轻量环保抗拉防干扰型电动汽车交流充电桩电缆结构，包括由四根主线芯1、一根缆芯填充碳纤维绳3和一个信号控制单元4构成的电缆芯线，电缆芯线与总填充层5绞合成缆，绞合后的缆芯外由内向外依次包覆有总包带层6、内衬层7、总屏蔽2和总护套层8；所述总屏蔽2同时作为接地保护线，采用同心式结构，以铜丝编织总屏蔽的方式包覆于内衬层7之外；

四根所述主线芯1结构完全相同，实际中作为三根交流电源线和一根中性线使用；所述主线芯1包括主线芯导体1.1和包覆于主线芯导体1.1外部的主线芯绝缘1.2；

所述信号控制单元4包括由一根控制确认线4.1和一根充电连接确认线4.2构成的芯线，芯线与单元填充层4.3一起绞合成缆，绞合后由内向外依次包覆有单元包带层4.4、单元屏蔽层4.5和单元护套层4.6；所述控制确认线4.1包括控制确认线导体4.1.1和包覆于控制确认线导体4.1.1外部的控制确认线绝缘4.1.2；所述充电连接确认线4.2包括充电连接确认线导体4.2.1和包覆于充电连接确认线导体4.2.1外部的充电连接确认线绝缘4.2.2。

所述总屏蔽2既作为电缆结构的总体屏蔽，也充当接地保护线功能，采用同心式结构，以镀锡铜丝编织总屏蔽的方式包覆于内衬层7之外，其编织密度不低于85％。

采用缆芯填充碳纤维绳3，主线芯1和信号控制单元4均匀分布在缆芯填充碳纤维绳3周围，使得主线芯1和信号控制单元4的受力均匀，增加电缆的抗拉性能。

所述主线芯导体1.1、控制确认线导体4.1.1及充电连接确认线导体4.2.1符合GB/T 3956-2008《电缆的导体》中第六类软导体的规定，采用软铜丝，铜丝直径为0.15mm～0.20mm；其中，主线芯导体1.1根据绞合单丝数目，可采用束绞或同向绞合，增加导体的柔软性，减小导体绞合外径，减轻电缆重量；控制确认线导体4.1.1及充电连接确认线导体4.2.1采用软铜丝和防弹丝共同束绞。

所述主线芯绝缘1.2、控制确认线绝缘4.1.2和充电连接确认线绝缘4.2.2均采用90℃热塑性弹性体TPE材料挤包而成。

所述单元填充层4.3和总填充层5采用高阻燃填充绳。

所述单元包带层4.4和总包带层6均采用聚丙烯纤维带。

所述单元屏蔽层4.5由镀锡铜丝编织而成，铜丝的直径为0.12mm，编织密度不小于85％。

所述单元护套层4.6、内衬层7和总护套层8均采用阻燃90℃聚氨酯热塑性弹性体TPU材料挤包而成。

本实用新型的有益效果在于：

1)本实用新型涉及的接地保护线采用同心式结构，以铜丝编织的方式包覆于内衬层外部，既作为电缆的总屏蔽层，也作为泄漏电流的通道。接地保护线同心式设计可减小电缆的成缆外径，减轻电缆重量，同时增强屏蔽效果。

2)本实用新型涉及的控制确认线和充电连接确认线绞合成一个信号控制单元，单元的外层由内向外依次是单元包带层、单元屏蔽层和单元护套层。控制确认和充电连接确认线的线芯较细，拖拽中易拉断，绞合成一个单元既可增加线芯的抗拉性，也可有效避免使用时多线混乱的现象，且绞合单元与主线芯的外径相当，使得电缆整体成缆较为圆整。

3)本实用新型涉及的电缆结构中，缆芯填充碳纤维绳，主线芯和信号控制单元均匀分布在碳纤维绳周围进行绞合，可使得主线芯和信号控制单元的受力均匀，增加电缆的抗拉性能。

4)本实用新型涉及的主线芯导体符合GB/T 3956-2008《电缆的导体》中第六类软导体的规定，采用软铜丝，铜丝直径在0.15mm～0.25mm之间；采用束绞或同向绞合，增加导体柔软性，减小导体绞合外径，进而减小成缆直径，减轻电缆重量。

5)本实用新型涉及的控制确认线导体和充电连接确认线导体符合GB/T 3956-2008《电缆的导体》中第六类软导体的规定，采用软铜丝和防弹丝共同束绞，增加了小截面线芯的抗拉强度。

6)本实用新型涉及的主线芯绝缘、控制确认线绝缘和充电连接确认线绝缘均采用90℃热塑性弹性体材料TPE，具有优异的电绝缘、耐高低温、抗拖拽、柔软和耐候性能，且加工性能好、无需硫化。

7)本实用新型涉及的缆芯填充碳纤维绳，具有重量轻和抗拉性能好的特点；涉及的总填充和单元填充采用高阻燃填充绳，具有良好的抗拉性能和阻燃性能。

8)本实用新型涉及的包带层(单元包带层及总包带层)采用聚丙烯纤维带，具有强度高、外观光滑、环保等特点。

9)本实用新型涉及的内衬层和护套层(单元护套及总护套)由阻燃90℃聚氨酯热塑性弹性体TPU挤包而成，其长期允许工作温度范围可达-40℃～90℃，具有优异的耐高低温、抗拖拽、耐磨、耐候、耐紫外线、耐酸碱腐蚀、耐油污和阻燃性能，可直接挤出；与其它材料相比，作为总护套时厚度更薄，可减轻电缆重量。

10)本实用新型涉及的单元屏蔽层采用镀锡铜丝编织而成，可有效防止电缆内外部对控制确认线和充电连接确认线产生的电磁信号干扰，同时可增加信号控制单元的抗拖拽能力。

附图说明

图1为本实用新型电缆的结构示意图。

图2为信号控制单元4的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示的一种轻量环保抗拉防干扰型电动汽车交流充电桩电缆结构，由内至外包括一根缆芯填充碳纤维绳3、四根完全相同的主线芯1、信号控制单元4、总填充层5、总包带层6、内衬层7、总屏蔽2和总护套层8。

如图2所示，信号控制单元4由内至外包括一根控制确认线4.1、一根充电连接确认线4.2、单元填充层4.3、单元包带层4.4、单元屏蔽层4.5和单元护套层4.6。

如图1和图2所示，所述主线芯1包括主线芯导体1.1和主线芯绝缘1.2；所述控制确认线4.1包括控制确认线导体4.1.1和控制确认线绝缘4.1.2；所述充电连接确认线4.2包括充电连接确认线导体4.2.1和充电连接确认线绝缘4.2.2。

如图1所示，总屏蔽2同时作为接地保护线，采用同心式结构，包覆于内衬层7外侧；材料为镀锡铜丝，铜丝直径为0.15mm～0.25mm；以铜丝编织的方式形成电缆的总屏蔽，编织密度不小于85％。

所述主线芯导体1.1采用软铜丝，铜丝直径根据导体截面积在0.15mm～0.20mm之间选择；导体满足GB/T3956-2008中第六类软导体的要求，采用束绞或同向绞合的方式，可增加导体的柔软性，减少导体绞合外径，进而减少成缆外径，减轻电缆重量。

所述控制确认线导体4.1.1和充电连接确认线导体4.2.1采用软铜丝和防弹丝共同绞合，使小截面线芯具有较好的抗拉拽能力。

所述主线芯绝缘1.2、控制确认线绝缘4.1.2和充电连接确认线绝缘4.2.2均采用90℃热塑性弹性体材料TPE，具有优异的电绝缘、耐高低温、抗拖拽、柔软和耐候性能，且加工性能好、无需硫化。

所述单元护套层4.6、内衬层7和总护套层8均采用阻燃90℃聚氨酯热塑性弹性体TPU挤包而成，长期允许工作温度可达-40℃～90℃，具有优异的耐高低温、抗拖拽、耐磨、耐候、耐紫外线、耐酸碱腐蚀、耐油污和阻燃性能，加工性能良好；且作为总护套时，厚度更薄，可减轻电缆重量。

所述缆芯填充碳纤维绳3，具有重量轻、抗拉性能好的特点。

所述单元包带层4.4和总包带层6采用聚丙烯纤维带，使电缆结构具有优异的抗拉性能。

所述单元填充层4.3和总填充层5均采用高阻燃填充绳，具有良好的柔韧性、抗拉强度和阻燃性能。

所述单元屏蔽层4.5采用镀锡铜丝编织而成，铜丝直径为0.12mm，编织密度不小于85％。

根据实际需要，本实用新型的电缆可以设计为额定电压450/750V、额定电流63A规格，其结构尺寸如下表：

以上所述具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型涵盖的范围。