耐振动高压屏蔽电缆及其制造方法与流程

1.本公开涉及电缆领域，尤其涉及一种具有屏蔽功能的电缆。


背景技术：

2.在新能源汽车中，无论是混合动力车型或纯电动车型，高压系统作为核心组成之一，其重要性不言而喻。而高压线束作为将高压系统中各组件相互关联起来的媒介，其对新能源汽车的安全性具有重要作用和影响。因此，提高高压电缆的自身能力(例如，耐压性能、耐电流性能、耐温性能以及屏蔽性能等)是新能源汽车的重要需求。
3.除了以上性能外，由于各高压线束段应用的位置和作用不同，还对高压电缆产生了以上常规性能需求外的其他特殊需求。例如，由于空调压缩机线束与压缩机连接，因此压缩机运转时产生的高频振动以及因振动形成的拉伸会使此位置处的高压电缆更易发生故障。目前新能源汽车空调压缩机线束采用小规格高压屏蔽电缆，该电缆在高频振动和拉伸的工况下易发生导体和屏蔽层断裂问题，从而缩短了其使用寿命。
4.因此，需要对现有的高压屏蔽电缆进行改进，以提高高压屏蔽电缆的性能。


技术实现要素：

5.本发明所提出的技术方案旨在解决现有技术中屏蔽电缆的性能有待提升和/或屏蔽电缆在高频振动和拉伸的工况下易发生导体和/或屏蔽层断裂的问题。
6.在本发明的一个方面，提供了一种屏蔽电缆，所述屏蔽电缆从内到外依次包括：导体部；绝缘层；屏蔽层，所述屏蔽层包括：金属层；和编织层；和护套层，其中，所述金属层位于所述绝缘层与所述编织层之间。
7.在本发明的一个方面的至少一实施例中，所述屏蔽层还包括塑料层，所述金属层位于所述塑料层与所述编织层之间并且紧邻所述编织层，其中所述金属层与所述塑料层一起构成复合层。
8.在本发明的一个方面的至少一实施例中，所述金属层是第一铝层，所述复合层还包括第二铝层，所述第二铝层位于所述绝缘层与所述塑料层之间并且紧邻所述绝缘层。
9.在本发明的一个方面的至少一实施例中，所述护套层紧邻所述编织层。
10.在本发明的一个方面的至少一实施例中，所述导体部包括铜丝。
11.在本发明的一个方面的至少一实施例中，所述导体部还包括铜箔丝和合成纤维中的至少一者，其中，所述铜丝与所述铜箔丝和合成纤维中的所述至少一者绞合在一起，并且所述合成纤维包括以下各项中的至少一项：芳纶丝、涤纶丝、或尼龙丝。
12.在本发明的一个方面的至少一实施例中，所述铜丝的直径与所述铜箔丝的直径相同。
13.在本发明的一个方面的至少一实施例中，所述编织层是由镀锡铜丝编织而成的。
14.在本发明的一个方面的至少一实施例中，所述镀锡铜丝为电镀镀锡铜丝。
15.在本发明的另一方面，提供了一种屏蔽电缆制造方法，所述方法包括：步骤s203：
在导体部之外包覆绝缘层；步骤s205：在所述绝缘层之外包覆屏蔽层，其中屏蔽层包括金属层和编织层，并且在包覆所述屏蔽层之后，所述金属层位于所述绝缘层与所述编织层之间；以及步骤s207：在所述屏蔽层的所述编织层之外包覆护套层。
16.在本发明的另一方面的至少一实施例中，步骤s205包括：同时执行步骤s205-1和步骤s205-3，其中，步骤s205-1包括在所述绝缘层之外包覆所述金属层，步骤s205-3包括在所述金属层之外包覆所述编织层。
17.在本发明的另一方面的至少一实施例中，步骤s205-1进一步包括：通过纵包工艺将所述金属层包覆于绝缘层之外。
18.在本发明的另一方面的至少一实施例中，步骤s205-3进一步包括：通过精密编织工艺将电镀镀锡铜丝编织在所述金属层的外表面。
19.在本发明的另一方面的至少一实施例中，还包括：步骤s201：将铜箔丝和芳纶丝中的至少一者与铜丝绞合在一起，以形成所述导体部。
20.与现有技术相比，本发明可以具有以下一项或多项优点：
21.(1)通过将屏蔽层中的复合层设计为包含双面金属并将该复合层设置在绝缘层与编织层之间，可以显著提升屏蔽电缆的屏蔽性能。
22.(2)通过将屏蔽层中的复合层设置在绝缘层与编织层之间，可以允许在绝缘层之外包覆复合层的同时在复合层之外包覆编织层，从而减少屏蔽电缆的制造工序并降低制造屏蔽电缆的成本。
23.(3)通过将金属层置于塑料层与编织层之间和/或塑料层与绝缘层之间，可以减小编织层与位于其内部的电缆结构之间的摩擦阻力，从而减小编织层受到的纵向应力，进而减少编织层发生应力断裂的可能性并增大屏蔽电缆的抗拉性能。
24.(4)在导体部中添加铜箔丝和/或芳纶丝，可以增大导体部的抗拉性能。
25.(5)导体部通过小节距绞合铜丝、铜箔丝和芳纶丝而成，这可以提高导体部的柔软度，从而可以提高提升导体部的耐弯折性能。
附图说明
26.为了进一步阐明本发明的各实施例的以上和其他优点和特征，将参考附图来呈现本发明的各实施例的更具体的描述。应当理解，这些附图只描绘本发明的典型实施例，因此将不被认为是对本发明所要求保护范围的限制。
27.图1示出了根据本发明的一个实施例的屏蔽电缆的截面示意图。
28.图2示出了根据本发明的一个实施例的屏蔽电缆制造方法的流程图。
29.图3示出了根据本发明的一个实施例的屏蔽电缆制造方法中在绝缘层之外包覆屏蔽层的过程的流程图。
具体实施方式
30.下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。
31.本技术使用了特定词语来描述本技术的实施例。如“一个实施例”、“其他实施例”、和/或“一些实施例”意指与本技术至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一个实施例”或“其他实施例”或“一些实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本技术的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
32.应当注意的是，为了简化本技术披露的表述，从而帮助对一个或多个实施例的理解，后文对本技术实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本技术对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于在下文披露的单个实施例的全部特征。
33.还应当注意的是，为了不必要地模糊本发明的各实施例的各方面，在本公开中并未对本领域公知的方法、部件等进行详细描述。
34.参见图1，图1示出了根据本发明的一个实施例的屏蔽电缆1的截面示意图。屏蔽电缆1可以包括导体部，该导体部可用于传输电力或电信号。在图1所示的实施例中，导体部可包括铜丝11、铜箔丝13和芳纶丝15。铜箔丝13可以包括铜箔和合成纤维(例如，芳纶丝、涤纶丝、尼龙丝等)。例如，铜箔丝13可以通过一根或多根铜箔螺旋绕包在芳纶丝(或涤纶丝、或尼龙丝)上并以芳纶丝(或涤纶丝、或尼龙丝)作支撑来形成。铜丝11的直径可大致与铜箔丝13的直径相同。例如，铜丝11和铜箔丝13的直径可以均为0.1mm、0.2mm或其他合适的尺寸。直径大致相同的铜丝11和铜箔丝13可维持经绞合形成的导体部的结构稳定性。在其他实施例中，铜丝11的直径可略小于铜箔丝13的直径。芳纶丝15的规格可以选择为任何合适的规格，例如，1000d。铜丝11、铜箔丝13和芳纶丝15可通过绞制工艺绞合在一起，以形成导体部。在其他实施例中，导体部可以包括铜箔丝13和芳纶丝15中的一者以及铜丝11。除了铜丝11之外，通过额外地在导体部中增加具有超高强度的铜箔丝13和/或芳纶丝15，可以增大导体部的抗拉性能，从而增大屏蔽电缆1的使用寿命，尤其是在弯折振动的环境下的使用寿命。在其他实施例中，还可以使用涤纶丝、尼龙丝等合成纤维作为芳纶丝15的替代和补充。在其他实施例中，导体部可以仅包括铜丝11。在另一些实施例中，导体部可以使用本领域已知的其他导体材料形成，例如，镀银铜线、铝、铝合金等。
35.参见图1，屏蔽电缆1还可包括绝缘层21，绝缘层21可位于导体部的外表面周围。绝缘层21可由绝缘材料制成，该绝缘材料可以是例如交联聚乙烯(xlpe)、聚氯乙烯(pvc)、交联聚烯烃(xlpo)、热塑性苯乙烯类弹性体(tpe-s)、聚酯类热塑性弹性体(tpe-e)、聚苯醚(ppe)或者聚丙烯(pp)等。
36.参见图1，屏蔽电缆1还可包括屏蔽层，该屏蔽层可用于减少外部电磁场对屏蔽电缆1的电力传输或电信号传输的影响以及减少屏蔽电缆1向外辐射的电磁场。如图1所示，屏蔽层可包括复合层31和编织层33。复合层31可位于绝缘层21的外表面周围，编织层33可位于复合层31的外表面周围。换句话说，复合层31可位于绝缘层31与编织层33之间。在一些实施例中，复合层31可以包括一个塑料层和两个金属层。其中塑料层位于两个金属层之间。例如，该金属层可以是铝层，复合层31可以是共聚型双面覆膜铝塑复合带。在其他实施例中，复合层31可以包括一个塑料层和一个金属层。在一些实施例中，编织层33可以由镀锡铜丝构成。该镀锡铜丝可以包括电镀镀锡铜丝。利用电镀镀锡铜丝形成的编织层33可具有较高的抗拉性能，由此可以提高屏蔽电缆1的抗拉性能。编织层33可通过精密编织工艺编织而
成，并且可以与复合层31的金属层接触。在复合层31包括一个金属层的实施例中，复合层31的该金属层可位于复合层31的塑料层与编织层33之间并且紧邻编织层33。在复合层31包括两个金属层的实施例中，复合层31的第一金属层(例如，第一铝层)可位于复合层31的塑料层与编织层33之间并且紧邻编织层33，第二金属层(例如，第二铝层)可位于复合层31的塑料层与绝缘层21之间并且紧邻绝缘层21。在其他实施例中，屏蔽层可以不包括复合层31中的塑料层，而是仅包括金属层和编织层33，其中金属层可位于绝缘层21与编织层33之间并且紧邻绝缘层21和编织层33。
37.由于金属层(例如，铝层)相比于塑料层或者绝缘层21可以具有更光滑的表面，因此通过将复合层31置于绝缘层21与编织层33之间并使得复合层31中的金属层紧邻绝缘层21和/或编织层33，可以使得编织层33与位于其内部的电缆结构(例如，塑料层、绝缘层21、或导体部等)之间的摩擦阻力显著减小，从而减小在屏蔽电缆1经历振动和弯曲期间由编织层33与位于其内部的电缆结构之间的相对移动导致的编织层33所受到的纵向应力，进而减少编织层33发生应力断裂的可能性并增大屏蔽电缆1的抗拉性能。
38.相比于现有的屏蔽电缆，本发明通过将复合层31设计为两个金属层(例如，铝层)并且将复合层31置于绝缘层21与编织层33之间，可以显著提高屏蔽电缆1的屏蔽性能，包括表面转移阻抗性能和屏蔽衰减性能。
39.参见图1，屏蔽电缆1还可包括护套层41，护套层41可位于编织层33的外表面周围并且紧邻编织层33。护套层41可由绝缘材料制成，该绝缘材料可以是例如交联聚乙烯(xlpe)、聚氯乙烯(pvc)、交联聚烯烃(xlpo)、热塑性苯乙烯类弹性体(tpe-s)、聚酯类热塑性弹性体(tpe-e)、聚苯醚(ppe)或者聚丙烯(pp)等。在一些实施例中，可采用半挤压挤出工艺形成护套层41，从而提高屏蔽电缆1的柔韧性并且使护套层41易于剥离。
40.参见图2，图2示出了根据本发明的一个实施例的屏蔽电缆制造方法200(以下简称方法200)的流程图。在一些实施例中，以上所述的屏蔽电缆1可以根据方法200制造而成。
41.在步骤s201处，提供导体部。在一些实施例中，可以通过绞制工艺将铜丝11、铜箔丝13和芳纶丝15绞合在一起，以形成导体部。导体部中所使用的铜丝11、铜箔丝13以及芳纶丝15的数量以及尺寸可根据需要进行选择。在其他实施例中，可以通过绞制工艺将铜箔丝13和芳纶丝15中的一者与铜丝11绞合在一起，以形成导体部。导体部中所使用的铜箔丝13和芳纶丝15中的一者以及铜丝11的数量和尺寸可根据需要进行选择。在其他实施例中，还可以使用涤纶丝、尼龙丝等合成纤维作为芳纶丝15的替代和补充。在另一些实施例中，可以通过利用绞制工艺将多根铜丝11绞合在一起，以形成导体部。在一些实施例中，可以通过小节距绞合形成该导体部，以便提高导体部的柔软度，从而可以提高提升导体部的耐弯折性能，进而提高屏蔽电缆1的耐弯折性能。
42.在步骤s203处，在导体部之外包覆绝缘层。在一些实施例中，可采用挤出工艺在导体部周围形成绝缘层21。在其他实施例中，可以将预先成型的绝缘层21包覆在导体部之外。绝缘层21可由如上所述的绝缘材料构成。
43.在步骤s205处，在绝缘层之外包覆屏蔽层。在一些实施例中，屏蔽层可以包括金属层和编织层33。在另一些实施例中，屏蔽层可以包括复合层31和编织层33。如上所述的，复合层31可以包括塑料层和金属层，编织层33可由镀锡铜丝(例如，电镀镀锡铜丝、热镀镀锡铜丝)编织而成。
44.参见图3，图3示出了根据本发明的一个实施例的屏蔽电缆制造方法200中在绝缘层之外包覆屏蔽层的过程的流程图。如图3所示，在绝缘层之外包覆屏蔽层的步骤s205可以包括步骤s205-1，即在绝缘层21之外包覆屏蔽层中的复合层31(或金属层)；以及步骤s205-3，即在复合层31(或金属层)之外包覆屏蔽层中的编织层33。在步骤s205-1中，可以利用纵包工艺或绕包工艺将复合层31(或金属层)包覆于绝缘层21之外。在步骤s205-3中，可以通过精密编织工艺将镀锡铜丝编织在复合层31(或金属层)的外表面，或者也可以将预先编织成型的编织层33包覆在复合层31(或金属层)的外表面。在一些实施例中，可以按照图3所示出的顺序(例如，先执行步骤s205-1，后执行步骤s205-3)完成“在绝缘层之外包覆屏蔽层”。在另一些实施例中，可以同时执行步骤s205-1和步骤s205-3来完成“在绝缘层之外包覆屏蔽层”。
45.本发明通过将复合层31(或金属层)设计成位于绝缘层21与编织层33之间，可以允许在利用纵包工艺将复合层31(或金属层)包覆于绝缘层21之外的同时，将编织层33包覆在复合层31(或金属层)之外(例如，利用精密编织工艺将镀锡铜丝编织在复合层31(或金属层)的外表面)，从而可以减少屏蔽电缆1的制造工序并降低制造屏蔽电缆1的成本。
46.返回参见图2，在步骤s207处，在屏蔽层的编织层之外包覆护套层。在一些实施例中，可通过半挤压挤出工艺在屏蔽层的编织层周围形成护套层41。在其他实施例中，可以将预先成型的护套层41包覆在编织层33之外。护套层41可由如上所述的绝缘材料构成。
47.以上步骤均是示例性的，并不旨在构成限定。本领域技术人员可根据其需要增加一个或多个步骤、或删减上述步骤中的一个或多个、或将上述步骤中的一个或多个进行合并或替换、或将上述步骤中的一个或多个的顺序进行调整。
48.尽管已经根据本发明的优选实施例描述了本发明，然而并不旨在受限于此，而是仅受所附权利要求书中所阐述的范围限制。