La próxima generación de cables de carga para vehículos eléctricos: Vencer el calor, las llamas y la brecha normativa

1. Integración funcional: portador inteligente más allá de la transmisión de energía

Los cables de carga modernos ya no son simples canales de alimentación. Para lograr una interacción en tiempo real y un control seguro del estado de las baterías de las pilas de carga y los vehículos (como el ajuste de la corriente y la supervisión del aislamiento), los cables deben integrar núcleos de comunicación y control. Por ejemplo, la estructura típica de un cable de carga trifásico incluye 5 núcleos de potencia (trifásico, neutro, tierra) y 2 núcleos de señal, formando un complejo de "5 grandes + 2 pequeños". Esta función compleja supera con creces el límite de diseño de las normas tradicionales (como IEC 60245/60227) que sólo admiten estructuras de 5 núcleos de igual sección.

2. Mejora de la seguridad: línea de vida ignífuga y duradera

Las características de la alta corriente a largo plazo en el proceso de carga plantean exigencias extremas a la seguridad de los cables. Los materiales tradicionales de PVC son propensos a liberar gases halógenos tóxicos y humo espeso cuando se exponen al fuego. Los nuevos materiales ignífugos sin halógenos (como las poliolefinas termoplásticas y los elastómeros de poliéster) se han convertido en soluciones clave: tienen baja densidad de humo y no emiten gases corrosivos al arder, y el índice de oxígeno mejora notablemente (como la resistencia a la tracción de los materiales de cubierta de poliolefina termoendurecible sin halógenos> 10,0 MPa, muy superior a los 6,5 MPa del caucho SE3 de la norma IEC), lo que mejora el factor de seguridad contra incendios desde la raíz.

3. Retraso estándar: conflicto entre normas globales y necesidades locales

En la actualidad, la producción de cables de carga se rige principalmente por la norma IEC 60245/60227 o la norma estadounidense UL 62, pero estas normas tienen limitaciones evidentes:

• Pérdida funcional: El número máximo de núcleos de la norma IEC es de sólo 5, lo que no permite alojar líneas de señal;
• Rigidez estructural: Se exige que los núcleos de alambre tengan la misma sección transversal, lo que no puede adaptarse a la demanda de "compuestos de alambre grandes y pequeños";
• Obsolescencia del material: No cubre los nuevos materiales de revestimiento de alto rendimiento, como el poliuretano (cuya resistencia al desgaste puede ser hasta 3 veces superior a la de los materiales tradicionales). Aunque Europa ha intentado dar una respuesta a través del documento de coordinación HD22.4/HD22.12, sigue careciendo de una norma independiente sobre cables de carga.

IV. Revolución de los materiales: Los nuevos compuestos dan un salto de rendimiento

Para cumplir los requisitos de flexión frecuente, resistencia a la intemperie y resistencia mecánica, es imprescindible innovar los materiales:

• Capa aislante: La poliolefina termoplástica sin halógenos (IEV-1) tiene excelentes propiedades eléctricas y flexibilidad;
• Capa de cubierta: El poliuretano (EVM-1) ha mejorado significativamente la resistencia al desgarro, y la poliolefina termoendurecible sin halógenos ignífuga (EVM-2) equilibra la resistencia al fuego y las propiedades mecánicas. Los parámetros clave de estos materiales (como la resistencia a la tracción y el alargamiento a la rotura) han superado con creces las normas tradicionales (véase la evaluación de los materiales de los cables de carga en la serie de informes técnicos IEC TR 62893).

5. Evolución estructural: diseño flexible adaptado a múltiples escenarios de carga

La diversidad de modos de carga (carga lenta de CA, carga rápida de CC, carga compuesta de CA/CC) impulsa la innovación de la estructura de los cables:

• Número flexible de núcleosdesde la combinación monofásica de 7 núcleos hasta la combinación trifásica de varios núcleos, para diferentes requisitos de potencia;
• Diferenciación de la sección transversal: la línea de alimentación (de gran sección transversal) y la línea de señal (de sección transversal pequeña) están dispuestas en capas para optimizar el espacio y el rendimiento;
• Diseño ligero: La aplicación de nuevos materiales reduce el peso del cable en 30%, mejorando la experiencia operativa del usuario.

VI. Unificación de normas: Construir un lenguaje técnico mundialmente reconocido

Se ha convertido en un consenso internacional formular normas independientes para los cables de carga:

• Integración funcionalpara aclarar la correspondencia entre los protocolos de comunicación y los hilos conductores, consulte la norma ISO 15118 relativa a la interfaz de comunicación vehículo-red;
• Especificación de los materialesestablecer un sistema de ensayos para materiales ignífugos sin halógenos y de alta resistencia al desgarro, como los requisitos de certificación UL 62 para elastómeros termoplásticos;
• Mejora de las pruebasAñadir proyectos de verificación de escenarios, como ciclos de alta y baja temperatura y vida útil a la flexión (como IEC 62893-2-1 para especificaciones de pruebas de durabilidad de cables EV).

Resumen

A medida que los vehículos de nueva energía avanzan hacia el futuro, la fuerza del "vaso sanguíneo técnico" de los cables de carga determina la resistencia de toda la industria. Desde el escudo de los materiales sin halógenos hasta las venas de los núcleos inteligentes, desde la ruptura del hielo de los dilemas normativos hasta el puente de la intercomunicación global, cada innovación en materiales y unificación de normas es una doble coronación de seguridad y eficiencia. Sólo superando este cuello de botella técnico, aparentemente menor pero crucial, podrán las ruedas verdes correr realmente libres en la corriente eléctrica sin obstáculos.