[发明专利]一种轻量化电缆及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种轻量化电缆及其制备方法和应用。所述轻量化电缆沿径向由内到外依次包括线芯、隔氧层、屏蔽层、绕包层和外护套；所述线芯包括导体和包覆在导体外表面的绝缘层；所述导体为石墨烯铝导体；所述线芯和隔氧层之间设置有填充层；所述填充层的制备原料包括填充物和导热硅；所述绕包层的外表面设置有散热装置。本发明提供的电缆既具有轻量化、高机械性能、高导电特性，又具有较好散热性能，可用作汽车电缆使用。

技术领域

本发明属于电缆技术领域，具体涉及一种轻量化电缆及其制备方法和应用。

背景技术

随着社会的进步，人们生活水平在逐渐提高，人们对汽车的需求越来越大，同时对汽车的要求也越来越高。汽车的电子设备也越来越丰富，随之耗电量也逐步增大，需要电缆承载的电流进一步提高，出于安全性的考虑，就对电线电缆的性能也提出了更高的要求。电缆的作用基于电动汽车来说，相当于人体内的血管与神经，重要性不容忽视。因此，汽车用电缆的制备受到了人们的广泛关注。

CN107610825A公开了一种新能源汽车用耐高温连接软电缆及其生产工艺。所述软电缆由内至外依次为铜导体、硅橡胶绝缘层、镀锡铜丝编织屏蔽层、铝塑复合带屏蔽层和硅橡胶护套层；所述铜导体由经退火处理的多根直径为0.1～0.2mm的第六类软铜丝绞合而成，或者由多根直径为0.1～0.2mm的镀锡铜丝绞合而成；所述铜导体由多层构成，每层由多股铜丝绞合，每股铜丝包括10～30根铜丝，每层的绞合节距为该层中铜丝直径的8～20倍；相邻层中，外层铜丝的直径比内层铜丝的直径大，外层铜丝的绞合节距是内层铜丝的绞合节距的2～4倍；电缆的最小弯曲半径为电缆外径的4倍。该技术方案提供的软电缆具有较好的阻燃性和柔软度。

CN212874128U公开了一种新能源汽车防火耐高温耐油电缆。所述电缆包括设置有电缆中心的铜导体以及设置在铜导体外表面并将铜导体进行包裹的绝缘层；绝缘层远离铜导体的表面上设置有热交换层，热交换层包括热交换管、填充件和支撑件；热交换管沿着围绕铜导体的方向延伸，呈螺旋的延伸方向延伸，热交换管的进口和出口分别位于铜导体的两端，填充件用于填充换热管之间形成的空隙；热交换层远离铜导体的表面上设置有聚氨酯耐油层；支撑件的第一端与绝缘层固定连接，第二端与聚氨酯耐油层固定连接。该技术方案中通过热交换层的设计，将电缆产生的热量进行交换，从而对电缆进行降温；并通过其他结构的设计，使得电缆不容易因为温度达到绝缘层或者其他的结构层的熔点，解决了因为温度达到绝缘层或者其他结构层的熔点而导致电缆自燃的技术问题。

CN106971768A公开了一种新能源汽车内部用高压电缆及其制备方法。所述电缆所述高压电缆从内到外依次包括铜导体、隔离层、绝缘和护套；所述铜导体为经过拉丝、退火工艺拉制的0.100～0.200mm软铜丝多层绞合形成的裸铜导体或者镀锡铜导体，多根退火软铜丝或经镀锡工艺制备的镀锡软铜丝经过单方向绞合形成股线；多股股线经多层绞合形成裸铜导体或者镀锡铜导体，每层绞合方向相同，外层绞合节距比不大于内层，且最外层绞合节距比为8～14；所述隔离层为导体外面绕包0.05～0.20mm厚度的聚酰亚胺薄膜带或加强型无纺布，所述绕包方向与导体绞合方向相反。

由上述内容可知，现有技术中汽车常用电缆的导体材料为铜材料，由于金属铜的密度为8.9g/cm³，铜材料的导电率100％，而使用铜材料作为导体的汽车电缆，其载流量能力、导热系数能力一般，且铜导体的抗拉强度、屈服强度等机械强度比较常规，因此制备得到的电缆机械性能较差；同时，随着汽车电缆的长期高度使用，会有导体发热至电缆升温过高或者电缆失效的情况，并且随着社会的发展，汽车配件也向着轻量化发展。因此，如何制备一种既具有轻量化、高机械性能、高导电特性，又具有较好散热性能的电缆，已成为目前亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种轻量化电缆及其制备方法和应用。本发明中通过采用石墨烯铝作为导体材料，并通过填充层和散热装置的设置，制备得到的电缆既具有较轻的质量、较高的机械性能和较高的导电特性，又具有较好的散热性能，可用作汽车电缆使用。