Cabos de carregamento de veículos eléctricos da próxima geração: Superar o calor, as chamas e a lacuna de normas

1. Integração funcional: suporte inteligente para além da transmissão de energia

Os cabos de carregamento modernos já não são simples canais de alimentação. Para conseguir uma interação em tempo real e um controlo seguro do estado das baterias dos postes de carregamento e dos veículos (como o ajuste da corrente e a monitorização do isolamento), os cabos devem integrar núcleos de comunicação e controlo. Por exemplo, a estrutura típica de um cabo de carregamento trifásico inclui 5 núcleos de potência (trifásico, neutro, terra) e 2 núcleos de sinal, formando um complexo "5 grandes + 2 pequenos". Esta função complexa excede em muito o limite de conceção das normas tradicionais (como a IEC 60245/60227) que apenas suportam estruturas de 5 núcleos de secção igual.

2. Atualização da segurança: linha de vida resistente às chamas e durável

As caraterísticas da corrente elevada a longo prazo no processo de carregamento colocam exigências extremas à segurança dos cabos. Os materiais tradicionais de PVC são propensos a libertar gases halogéneos tóxicos e fumo espesso quando expostos ao fogo. Os novos materiais retardadores de chama sem halogéneos (como as poliolefinas termoplásticas e os elastómeros de poliéster) tornaram-se soluções fundamentais: têm baixa densidade de fumo e não libertam gases corrosivos quando ardem, e o índice de oxigénio é significativamente melhorado (como a resistência à tração dos materiais de bainha de poliolefina termoendurecível sem halogéneos> 10,0 MPa, excedendo largamente os 6,5 MPa da borracha SE3 na norma IEC), o que melhora o fator de segurança contra incêndios desde a raiz.

3. Desfasamento padrão: conflito entre normas globais e necessidades locais

Atualmente, a produção de cabos de carregamento refere-se sobretudo à norma IEC 60245/60227 ou à norma americana UL 62, mas estas normas têm limitações óbvias:

• Perda funcional: O número máximo de núcleos na norma IEC é de apenas 5, o que não permite acomodar as linhas de sinal;
• Rigidez estrutural: Os núcleos dos fios devem ter a mesma secção transversal, o que não se adapta à procura de "compósitos de fios grandes e pequenos";
• Obsolescência dos materiais: Não abrange os novos materiais de revestimento de alto desempenho, como o poliuretano (cuja resistência ao desgaste pode ser até três vezes superior à dos materiais tradicionais). Embora a Europa tenha tentado dar uma resposta através do documento de coordenação HD22.4/HD22.12, continua a não dispor de uma norma independente para os cabos de carregamento.

IV. Revolução dos materiais: Novos compostos levam a um salto de desempenho

Para satisfazer os requisitos de dobragem frequente, resistência às intempéries e resistência mecânica, é imperativo inovar os materiais:

• Camada de isolamento: A poliolefina termoplástica sem halogéneos (IEV-1) tem excelentes propriedades eléctricas e flexibilidade;
• Camada da bainha: O poliuretano (EVM-1) melhorou significativamente a resistência ao rasgamento e a poliolefina termoendurecível isenta de halogéneos (EVM-2) equilibra o retardamento da chama e as propriedades mecânicas. Os parâmetros-chave destes materiais (tais como a resistência à tração e o alongamento na rutura) ultrapassaram totalmente as normas tradicionais (ver a avaliação dos materiais dos cabos de carregamento na série de relatórios técnicos IEC TR 62893).

5. Evolução estrutural: conceção flexível adaptada a múltiplos cenários de carregamento

A diversidade de modos de carregamento (carregamento lento AC, carregamento rápido DC, composto AC/DC) impulsiona a inovação da estrutura dos cabos:

• Número flexível de núcleos: desde a combinação monofásica de 7 núcleos até à combinação trifásica de vários núcleos, suportando diferentes requisitos de potência;
• Diferenciação da secção transversalLinha de alimentação (grande secção transversal) e linha de sinal (pequena secção transversal) são colocadas em camadas para otimizar o espaço e o desempenho;
• Design leve: A aplicação de novos materiais reduz o peso do cabo em 30%, melhorando a experiência de utilização do utilizador.

VI. Unificação de normas: Construir uma linguagem técnica reconhecida a nível mundial

Tornou-se um consenso internacional a formulação de normas independentes para os cabos de carregamento:

• Integração funcionalPara clarificar a correspondência entre os protocolos de comunicação e os núcleos dos fios, consultar a norma ISO 15118 relativa à interface de comunicação veículo-rede;
• Especificação do materialEstabelecer um sistema de ensaio para materiais retardadores de chama sem halogéneos e de elevada resistência ao rasgamento, como os requisitos de certificação UL 62 para elastómeros termoplásticos;
• Melhoria dos testes: adicionar projectos de verificação de cenários, como ciclos de alta e baixa temperatura e vida útil à flexão (como a IEC 62893-2-1 para especificações de teste de durabilidade de cabos EV).

Resumo

À medida que os veículos movidos a novas energias se dirigem para o futuro, a força do "vaso sanguíneo técnico" dos cabos de carregamento determina a resistência de toda a indústria. Desde o escudo de materiais sem halogéneos até às veias dos núcleos inteligentes, desde quebrar o gelo dos dilemas das normas até à ponte da intercomunicação global - cada inovação de materiais e unificação de normas é um duplo coroamento de segurança e eficiência. Só rompendo este estrangulamento técnico aparentemente menor, mas crucial, é que as rodas verdes podem verdadeiramente correr livremente na corrente eléctrica desimpedida.