Rezumat
Bazele industriei vehiculelor cu energie nouă, aflată în plină expansiune, se află nu numai în baterii și motoare, ci și în "linia vieții" care leagă vehiculele și pilonii de încărcare - cablurile de încărcare. Confruntate cu cerințe din ce în ce mai stricte privind integrarea funcțională, asigurarea siguranței și standardizarea globală, standardele tradiționale pentru cabluri nu mai fac față. Acest articol analizează în profunzime provocările principale și direcțiile de dezvoltare ale cablurilor de încărcare în ceea ce privește funcția, siguranța, materialele, structura și standardizarea și dezvăluie importanța cheie a depășirii blocajelor tehnice pentru a asigura siguranța industriei și interoperabilitatea globală.
1. Integrare funcțională: purtător inteligent dincolo de transmiterea energiei
Cablurile moderne de încărcare nu mai sunt simple canale de alimentare. Pentru a realiza o interacțiune în timp real și un control sigur al stării bateriilor pilonilor de încărcare și a vehiculelor (cum ar fi ajustarea curentului și monitorizarea izolației), cablurile trebuie să integreze nuclee de comunicare și control. De exemplu, structura tipică a unui cablu de încărcare trifazat include 5 nuclee de putere (trifazat, neutru, masă) și 2 nuclee de semnal, formând un complex "5 mari + 2 mici". Această funcție complexă depășește cu mult limita de proiectare a standardelor tradiționale (cum ar fi IEC 60245/60227) care acceptă doar structuri cu 5 nuclee de secțiune egală.
2. Îmbunătățirea siguranței: linie de viață ignifugă și durabilă
Caracteristicile curentului ridicat pe termen lung în procesul de încărcare impun cerințe extreme privind siguranța cablurilor. Materialele tradiționale din PVC sunt predispuse să elibereze gaze toxice halogenate și fum gros atunci când sunt expuse la foc. Noile materiale ignifuge fără halogeni (cum ar fi poliolefinele termoplastice și elastomerii poliesterici) au devenit soluții cheie: acestea au o densitate scăzută a fumului și nu au gaze corozive atunci când ard, iar indicele de oxigen este îmbunătățit semnificativ (cum ar fi rezistența la tracțiune a materialelor de înveliș din poliolefine termorezistente fără halogeni> 10,0 MPa, depășind cu mult cei 6,5 MPa ai cauciucului SE3 din standardul IEC), ceea ce îmbunătățește factorul de siguranță la incendiu de la rădăcină.
3. Decalaj standard: conflict între normele globale și nevoile locale
În prezent, producția de cabluri de încărcare se referă în principal la IEC 60245/60227 sau la standardul american UL 62, dar aceste standarde au limitări evidente:
- Pierderea funcțională: Numărul maxim de nuclee din standardul IEC este de numai 5, ceea ce nu poate acomoda liniile de semnal;
- Rigiditate structurală: Miezurile de sârmă trebuie să aibă aceeași secțiune transversală, ceea ce nu se poate adapta la cererea de "compozite de sârmă mari și mici";
- Obsolescența materialelor: Acesta nu acoperă noile materiale de înveliș de înaltă performanță, cum ar fi poliuretanul (a cărui rezistență la uzură poate fi de până la 3 ori mai mare decât cea a materialelor tradiționale). Deși Europa a încercat să răspundă prin documentul de coordonare HD22.4/HD22.12, încă nu are un standard independent pentru cablurile de încărcare.
IV. Revoluția materialelor: Noile compuși conduc la un salt de performanță
Pentru a îndeplini cerințele de îndoire frecventă, rezistență la intemperii și rezistență mecanică, inovarea materialelor este imperativă:
- Strat izolator: Poliolefina termoplastică fără halogen (IEV-1) are proprietăți electrice și flexibilitate excelente;
- Stratul de înveliș: Poliuretanul (EVM-1) a îmbunătățit semnificativ rezistența la rupere, iar poliolefina termorezistentă ignifugă fără halogen (EVM-2) echilibrează rezistența la rupere și proprietățile mecanice. Parametrii cheie ai acestor materiale (cum ar fi rezistența la tracțiune și alungirea la rupere) au depășit pe deplin standardele tradiționale (a se vedea evaluarea materialelor cablurilor de încărcare în seria de rapoarte tehnice IEC TR 62893).
5. Evoluție structurală: design flexibil adaptat la mai multe scenarii de încărcare
Diversitatea modurilor de încărcare (încărcare lentă AC, încărcare rapidă DC, încărcare compozită AC/DC) determină inovarea structurii cablurilor:
- Număr flexibil de nuclee: de la 7 nuclee monofazate la combinația multi-core trifazată, suportând diferite cerințe de putere;
- Diferențierea secțiunii transversale: linia de alimentare (secțiune transversală mare) și linia de semnal (secțiune transversală mică) sunt stratificate pentru a optimiza spațiul și performanța;
- Design ușor: Aplicarea de noi materiale reduce greutatea cablului cu 30%, îmbunătățind experiența de operare a utilizatorului.
VI. Unificarea standardelor: Crearea unui limbaj tehnic recunoscut la nivel mondial
A devenit un consens internațional să se formuleze standarde independente pentru cablurile de încărcare:
- Integrare funcțională: clarificați corespondența dintre protocoalele de comunicare și miezurile cablurilor, consultați standardul ISO 15118 privind interfața de comunicare vehicul-grilă;
- Specificația materialului: stabilirea unui sistem de testare pentru materialele ignifuge fără halogen și cu rezistență ridicată la rupere, cum ar fi cerințele de certificare UL 62 pentru elastomerii termoplastici;
- Îmbunătățirea testelor: adăugați proiecte de verificare a scenariilor, cum ar fi ciclurile la temperaturi ridicate și scăzute și durata de viață la încovoiere (cum ar fi IEC 62893-2-1 pentru specificațiile de testare a durabilității cablurilor EV).
Rezumat
Pe măsură ce vehiculele cu energie nouă se îndreaptă spre viitor, puterea "vasului sanguin tehnic" al cablurilor de încărcare determină rezistența întregii industrii. De la scutul materialelor fără halogen la venele miezurilor inteligente, de la spargerea gheții dilemelor standard la podul intercomunicării globale - fiecare inovație în materie de materiale și unificare a standardelor este o dublă încununare a siguranței și eficienței. Numai prin depășirea acestui blocaj tehnic aparent minor, dar crucial, roțile ecologice pot rula cu adevărat liber în curentul electric neîngrădit.