技术领域
[0001] 本发明涉及汽车高压线束领域,涉及一种汽车高压线束及该高压线束制造方法。
相关背景技术
[0002] 随着新能源汽车技术的发展,高压线束系统在电动汽车中扮演着越来越重要的角色。高压线束系统负责传输高电压和大电流,以驱动汽车的各种电气设备。高压线束系统在新能源汽车中起着至关重要的作用,但也存在一些不足之处和潜在问题。以下是高压线束的一些主要不足点:高压线束承载高电压和大电流,容易产生电磁辐射和电磁干扰,这可能对整车电气系统造成不利影响,如信号干扰、设备误动作等,为了降低电磁辐射和干扰,高压线束需要采取有效的屏蔽措施和接地设计,这增加了设计和生产的复杂性;由于电压高,高压线束对绝缘性能的要求极高,绝缘层需要采用多层复合结构,以提高绝缘强度和耐电压等级。然而,即使如此,绝缘层仍有可能在长期使用或特定条件下(如高温、潮湿环境)发生破损,导致漏电或短路等安全隐患。
[0003] 因此为了解决现有技术中的不足,需设计一种结构简单的汽车高压线束及该高压线束制造方法。
具体实施方式
[0027] 在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
[0028] 在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0029] 下面结合实施例及附图1~2,对本发明的技术方案作进一步的阐述。
[0030] 实施例1
[0031] 一种汽车高压线束,包括线束母体1和接插件2,线束母体1包括由内至外依次设置的线芯层11、绝缘层12、屏蔽层13、护套层14和外护套15;所述线芯层11由以下重量百分比的60~75%铜、20~30%铝、0.5~2%锡、0.5~2%镍和0.1~1%硅组合构成;所述绝缘层12由以下重量百分比的50~70%纳米复合聚合物、20~40%高温交联氟塑料和10~20%改性聚酰亚胺组合构成;所述屏蔽层13包括依次向外设置的铝箔层131、导电溶剂固化层132和氧化亚硅介质层133。
[0032] 线芯层采用铜铝合金,铜的高导电性能与铝的轻质特性相结合,提供了优异的导电性能和较低的密度,减轻了线束的整体重量,同时添加锡、镍和硅等元素改善了合金的机械性能,使得线束在受到物理冲击或长期受力时更加耐用;绝缘层采用的纳米复合聚合物、高温交联氟塑料和改性聚酰亚胺的组合,提供了卓越的电气绝缘性能,有效防止漏电和短路;屏蔽层的多层结构设计,包括铝箔层、导电溶剂固化层和氧化亚硅介质层,为线束提供了良好的电磁兼容性,减少了电磁干扰对车辆电气系统的影响。
[0033] 一种汽车高压线束的制备方法,包括以下步骤:
[0034] S1:拉丝:将原材料铜、铝、锡、镍和硅在炉中熔融,混合均匀形成合金熔体,将合金熔体通过拉丝机拉制成所需直径的单丝,拉丝后进行退火处理;
[0035] S2:然后对退火处理后的单丝绞合成一股,形成线芯层11;
[0036] S3:绝缘处理:纳米复合聚合物、高温交联氟塑料和改性聚酰亚胺绝缘材料混合后置入挤出机内,挤出机将绝缘材料均匀包覆在线芯层表面,经过冷却固化形成坚固的绝缘层12;
[0037] S4:屏蔽层制造:在绝缘层12的表面固定铝箔层131,在铝箔层131表面涂覆一层导电溶剂形成导电溶剂固化层132,在导电溶剂表面喷涂一层导电介质构成氧化亚硅介质层133,将处理后放入烤箱中进行烘烤,使导电溶剂固化层132和氧化亚硅介质层133充分固化;
[0038] S5:护套层制造:将热塑性弹性体、交联聚乙烯和氯磺化聚乙烯混合后置入挤出机内,挤出机将绝缘材料均匀包覆在绝缘层12表面,制成护套层14;
[0039] S6:外护套制造:将聚氨酯、聚氯乙烯PVC和的聚四氟乙烯混合后置入挤出机内,挤出机将外护套均匀包覆在护套层14表面,制成外护套15;
[0040] S7:接插件安装:通过精密机械加工和注塑成型技术制造高压线束两端的接插件2。
[0041] 熔融和混合过程精确控制,确保合金成分均匀,从而获得一致的物理和电气性能;拉丝速度和退火处理的优化,确保导线直径一致,提高了线束的机械性能和柔韧性;通过逐层涂覆和烘烤工艺,确保屏蔽层的固化和粘附,增强了线束的抗干扰能力;接插件采用LV标准插件、USCAR标准插件或者日标插件,LV标准插件在国内市场流通性最大,工艺标准相对完善。适用于多种电气连接需求,具有良好通用性,广泛用于新能源汽车电池包、电机控制器等关键部件连接,USCAR标准插件是国际标准接插件,具有较高兼容可靠性。其设计符合汽车行业严格要求,确保在恶劣环境下稳定工作,主要用于国际品牌新能源汽车中,满足全球市场需求;日标插件根据日本标准设计,注重精细化与高性能,这类接插件具有较小体积,电气性能较优异。
[0042] 作为进一步的优选实施例,所述纳米复合聚合物由基础聚合物基体和纳米级填料组成,其中纳米级填料为纳米粘土、碳纳米管或石墨烯中的至少一种,且纳米级填料的添加量为聚合物基体重量的1~5%,这个比例范围确保了填料的分散性和复合材料的加工性,同时避免了过高的填料含量可能导致的加工困难和成本上升,提高了绝缘层的机械强度和耐热性,增强了耐化学腐蚀性和耐环境应力的能力;所述高温交联氟塑料为聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯中的至少一种且经过交联处理,提高其耐热性和机械性能,使其能够在高温环境下保持稳定的绝缘性能。
[0043] 作为进一步的优选实施例,所述护套层14由以下重量百分比的40~60%热塑性弹性体、20~40%交联聚乙烯和10~30%氯磺化聚乙烯组合构成,提供了良好的机械性能、耐磨性和耐化学性。热塑性弹性体提供了柔韧性和弹性,交联聚乙烯提供了耐热性和化学稳定性,氯磺化聚乙烯提供了耐油性和耐磨性;所述外护套15由以下重量百分比的30~50%聚氨酯、20~40%聚氯乙烯PVC和10~30%聚四氟乙烯组合构成,聚氨酯提供了高强度和耐磨性,聚氯乙烯提供了良好的电绝缘性和成本效益,聚四氟乙烯提供了优异的耐化学性和低摩擦系数,延长了线束的使用寿命。
[0044] 作为进一步的优选实施例,所述导电溶剂固化层132按质量配比为20%~40%,所述导电溶剂固化层132包括二甲苯、丁酮和括聚乙烯醇,导电溶剂的适当比例有助于形成均匀的导电层,提供良好的屏蔽效果,二甲苯、丁酮和聚乙烯醇的混合物提供了良好的粘附性和导电性,不易脱落或剥落;氧化亚硅介质层133按质量配比为60%~80%,提供了额外的介电性能和耐热性,有助于提高屏蔽层的整体性能。
[0045] 作为进一步的优选实施例,所述S1步骤中合金熔体的熔融温度控制在1200℃~1400℃,这个温度范围确保了铜、铝和其他添加元素能够完全熔融,形成均匀的合金,温度太低可能无法充分熔融铝和硅,而温度太高可能导致铜的氧化或炉具材料的损坏;拉丝速度为10m/s~30m/s,这个温度范围确保了铜、铝和其他添加元素能够完全熔融,形成均匀的合金,温度太低可能无法充分熔融铝和硅,而温度太高可能导致铜的氧化或炉具材料的损坏;所述S1步骤中合金熔体的混合时间不少于60分钟,较长的混合时间有助于确保合金中各金属元素的均匀分布,从而提高最终产品的电气和机械性能。
[0046] 作为进一步的优选实施例,所述S3步骤中挤出机的温度控制在180℃~250℃,这个温度范围确保了绝缘材料能够在不分解的情况下均匀挤出,温度太低可能导致材料挤出不均匀,温度太高可能导致材料分解,挤出速度为0.5m/s~1.5m/s,这个速度范围确保了绝缘层的均匀性和表面光滑度,速度太慢可能导致材料在挤出机内停留时间过长,影响材料性能,速度太快可能导致挤出层不均匀效果。提高了绝缘层的均匀性和表面质量,确保了良好的绝缘性能。
[0047] 所述S4步骤中烘烤温度为120℃~180℃,这个温度范围确保了导电溶剂固化层和氧化亚硅介质层能够充分固化,而不会过热损坏绝缘层或其他材料,烘烤时间为30分钟~60分钟,这个时间范围确保了固化层完全固化,达到所需的电气和机械性能。确保了屏蔽层的充分固化,提高了屏蔽效果和长期稳定性。
[0048] 作为进一步的优选实施例,所述S4步骤中导电溶剂固化层132的厚度为0.01mm~0.05mm,这个厚度范围提供了良好的导电性和屏蔽效果,同时保持了线束的柔韧性;氧化亚硅介质层133的厚度为0.05mm~0.1mm,这个厚度范围确保了介质层能够有效地保护导线,同时不过度增加线束的外径。提高了屏蔽层的保护性能和屏蔽效果。
[0049] 作为进一步的优选实施例,所述S5步骤中挤出机的模具直径与线芯层11的直径之比为1.2~1.5,这个比例范围确保了护套层的厚度均匀,同时提供了足够的机械保护;所述S6步骤中外护套15的表面进行涂覆耐磨涂层或进行紫外线固化处理,延长了线束的使用寿命;所述S7步骤中接插件2的制造包括电镀工艺,其中电镀层为镍或金,镍和金都是良好的导电材料,具有良好的抗腐蚀性。镍成本较低,适用于一般环境;金具有更好的导电性和抗腐蚀性,适用于恶劣环境。
[0050] 以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。