TPU(Thermoplasticpolyurethanes),中文名為熱塑性聚氨酯彈性體橡膠。TPU是由二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)和大分子多元醇、擴(kuò)鏈劑共同反應(yīng)聚合而成的高分子材料。是一種能夠在一定熱度下反復(fù)變軟或改變的塑膠材料,而在常溫下它卻可以保持形狀不變能起個支撐、保護(hù)的作用,廣泛用于線纜、鞋底等。
電纜護(hù)套層有著使絕緣層與水、空氣或其他物體隔離,防止絕緣受潮和使絕緣層不受機械傷害等作用,其材質(zhì)的選擇也多種多樣,有TPE、TPU、XLPO、NBR+PVC、氯丁橡膠等。那么電纜對護(hù)套材料的要求及TPU護(hù)套相比于其它材質(zhì)護(hù)套有哪些優(yōu)勢?
充電槍用充電電纜(黑色為TPU護(hù)套層電纜)
一、充電電纜在使用過程中的要求有哪些?
電動汽車充電電纜
電纜環(huán)境使用要求
自然環(huán)境:充電汽車電纜長期暴露在室外,會遇到日光照射、潮濕、冷凍等,因此需要電纜具備抗UV、耐低溫性等。中國地域廣,需要滿足不同地域條件使用要求。
人為環(huán)境:充電過程中難免會出現(xiàn)拖拽、扭曲、彎曲、拉伸等現(xiàn)象,極易造成機械損傷,因此需減少曲饒應(yīng)力,增加電纜的柔軟性。在使用過程中也可能會造成酸堿液體的腐蝕,因此需要具備優(yōu)良的耐化性。
2. 功能使用要求
電動汽車充電時除了充電還需要通訊,必要時需要自動控制。
3. 安全性要求
電動汽車充電過程時間較短,電流強度大,使用頻率高,保證良好的絕緣性同時還要求材料具有一定的耐高溫、耐老化性能,并且在燃燒時具有無鹵阻燃和低煙密度。
二、護(hù)套材質(zhì)TPU與其它材質(zhì)的性能對比
電纜護(hù)套指的是電纜的最外層,也就是外被。起到隔離內(nèi)部絕緣層等與外界的作用,防止絕緣受潮,使內(nèi)部不受機械傷害等。因此,電纜在使用過程中對護(hù)套材料有嚴(yán)格的要求。
TPU(熱塑性聚氨酯彈性體)是一種比較特殊的彈性體,硬度范圍很寬,并且在高硬度下仍可保持良好的彈性和韌性;另外,TPU比重低,只有1.0~1.2g/cm3,同重量材料制備更多產(chǎn)品,更經(jīng)濟(jì)。
充電樁電纜TPU護(hù)套一般指的是聚醚型TPU,因聚醚型TPU的強度、耐水解性及低溫性能會更優(yōu)越一些。
由表中數(shù)據(jù)對比分析可以看出:
在機械性能上,聚醚型TPU的拉伸強度遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其它護(hù)套材料,在25Mpa以上;伸長率也是在500%以上,具有良好的承載能力、抗沖擊性和減震性能;
在溫度性能上,TPU耐低溫性更為優(yōu)越,可以達(dá)到-50℃,完全可以滿足在北方嚴(yán)寒的環(huán)境;
80 kN/m的抗撕裂強度可以有效防止護(hù)套層開裂;
TPU護(hù)套具備無鹵阻燃的特性,對環(huán)境不會造成污染。
聚醚型TPU在耐曲繞性、耐磨、耐油、耐水解及耐候性方面也是極為優(yōu)越。
因此,從不同護(hù)套層材質(zhì)性能方面的數(shù)據(jù)對比來看,聚醚型TPU作為充電電纜護(hù)套層材質(zhì),的確具有很大的優(yōu)勢。
電動汽車聚醚型TPU護(hù)套層充電電纜
聚醚型TPU護(hù)套線纜有效解決了傳統(tǒng)無鹵線材在阻燃,質(zhì)軟以及其他物理性能之間難以平衡的技術(shù)難題,即在達(dá)到阻燃等級基礎(chǔ)上,實現(xiàn)對電線材料軟性以及其他物性指標(biāo)皆達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)要求之間實現(xiàn)良好的平衡。
聚醚型TPU性能優(yōu)良,市場價格也很高。但正由于其性能優(yōu)良,同規(guī)格電纜護(hù)套厚度TPU材料只有其他材料的一半左右,線纜的經(jīng)濟(jì)性好,并且外觀好,使用壽命長,目前受到大多數(shù)客戶的青睞。
中國因人口密度大,部分社區(qū)受限于場地和配電網(wǎng)電容問題,私人充電樁安裝比較困難,并且充電速度嚴(yán)重受限。從未來長久發(fā)展來看,公共充電樁更加適合中國的補能市場。目前我國的公共充電樁運營主體有以國家電網(wǎng)為代表的國有企業(yè)、車企和第三方運營商三種,根據(jù)率捷咨詢統(tǒng)計,第三方運營商市場份額接近90%。對于第三方運營商來說,充電樁運營的核心就是收入,如何在充電服務(wù)費用有限的情況下,提升充電效率和降低運營成本是提升運營狀況的關(guān)鍵。充電效率方面,近年來隨著大功率直流和液冷超充技術(shù)的突破,可以明顯的預(yù)測在未來得到大幅的提升。運營成本方面,主要是圍繞充電樁的使用壽命,尤其是充電線纜,不僅要面對各種極端的氣候條件,而且會經(jīng)常受到車輛的反復(fù)碾壓,是充電設(shè)備中損壞頻率較高的部件之一。
在前期充電樁“跑馬圈地”式的發(fā)展中,線纜護(hù)套并沒有得到大家的有效重視,近年來因材料耐候性不佳,導(dǎo)致在氣候嚴(yán)苛地區(qū)易開裂,使用壽命縮短,“廢樁”頻現(xiàn),大幅了降低了使用效率,提升了運營成本,越來越多企業(yè)意識到選材的重要性。加上國標(biāo)的推進(jìn),TPU護(hù)套材料因其優(yōu)異性能開始大量滲透市場。此外,液冷超充線纜較普通線纜對輕便性和耐久性要求更高,并且由于原料成本不再是價格的關(guān)鍵影響因素,TPU材料在液冷超充線纜中的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于行業(yè)整體水平,隨著液冷超充的普及,未來充電樁線纜行業(yè)有望進(jìn)一步規(guī)范與升級,TPU材料將迎來行業(yè)紅利。
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