高效被动散热快充电缆绝缘材料产业化

黄兴溢季忠银

镇江市华银仪表电器有限公司

摘要：现阶段，随着经济社会的不断发展和进步，为工业产业的进步提供了强有力的支持，尤其是散热快充电缆绝缘材料方面，整体技术不断完善与优化，以此满足当前社会发展的需求。当前在科学技术的支持下，电动汽车逐渐普及，被广泛应用，但是其在实际运行的过程中，对于电池提出了更高的要求，需要保证在短时间内完成充电，以此满足电动汽车运行的需求。

关键词：高效；被动散热快充；电缆绝缘材料；产业化

引言：当前，电动汽车应用的普及，为被动散热快充电缆绝缘材料产业化发展奠定了坚实的基础，以此满足电动汽车运行的需求，提升电池充电效率。针对此情况，相关技术人员不断进行研究与分析，提出了一种高效被动散热快充电缆绝缘材料，在实际制备的过程中，在快充电缆中设计高导热绝缘材料、定形相变材料填充层以及辐射制冷涂层用于护套外层，以此提升材料应用的有效性。

一、研究背景

现阶段，在实际进行工业发展建设的过程中，造成了较为严重的生态环境污染，且能源消耗量不断增加，针对此情况，我国不断进行研究与分析，并提出了“绿色发展”理念，积极应用新能源，新能源的开发已经成为当前发展的重点内容。对于交通产业来说，在发展建设的过程中，传统汽车产生了大量的碳排放，严重影响生态环境，尤其是大气环境，且汽车尾气内存在部分有害气体，危害人体身体健康情况，因此汽车行业在发展的过程中，提出了新能源汽车的理念，尤其是电动汽车。电动汽车在应用的过程中，由电力资源提供动能，避免应用传统能源（石油），不仅实现了环境保护的目的，同时也在一定程度上降低了能源消耗。根据研究调查显示，电动载运工具的快速发展带动了充电电缆的发展，仅2020年充电电缆需求量为2000km，工业产值达上百亿元，但是电动汽车在运行的过程中，存在一定的问题，充电时间长等问题严重限制了电动汽车的进一步发展与推广[1]。目前，虽然已经对如何实现快速充电、缩短充电时间进行了深入的研究，相关技术人员提出了提升充电电流的理念，但是其势必会导致电缆温度急剧上升，不利于整体的发展与进步。针对此情况，需要从电池材料方面入手，对其进行创新与优化，实现快速充电的同时，避免出现温度急速升高的情况。

二、高效被动散热快充电缆绝缘材料产业化分析

提升充电电流虽然可以实现短时间内完成充电的目的，但是其具有一定的弊端，在实际进行充电的过程中大电流充电势导致电缆温度上升的情况，出现电缆损坏、火灾等情况，同时也对充电人员的人身财产安全造成不良影响。针对此情况，需要开发高效被动散热充电电缆绝缘材料，以此解决充电电缆散热问题以及漏电、燃烧等潜在安全问题，并实现快速充电的目的。

（一）材料选择

对于高效被动散热快充电缆绝缘材料来说，最为重要的就是电缆材料的选择，其是保证充电安全的重要内容。首先，在对树脂进行选择的过程中，需要考虑整体性能情况以及电缆使用环境，可以选用热塑性聚氨酯弹性体（TPU），同时需要在材料内增加新型混杂型导热填料，其是提升电缆绝缘材料热导率的重要材料；其次，对于线缆填充层材料的选择来说，可以选用变形材料，主要是因为变形材料在发生相变的过程中，具有恒温的特点，可以降低在充电过程中线芯工作温度；再次，在进行材料制备的过程中，为了进一步保护电缆，还需要在电缆护套外设计辐射制冷涂层，进一步提升散热的有效性；最后，需要强化结构设计以及工艺制造，并不断对其进行完善与优化，开发一款具有优异被动散热性、导热绝缘的电动载运工具用直流充电电缆材料，以满足充电电缆在高功率充电过程中的快速散热需求，并有效提升充电电缆在使用过程中的安全可靠性。

（二）研发高效复合导热粉

为了进一步提升电池的有效性以及应用质量，需要对制备技术进行创新与优化，并研究高效复合导热粉，并根据当前实际情况进行设计，在聚合物基体中构建导热通路。此项内容是材料选择中最为重要的环节，其是制备基体树脂的关键，其以TPU为核心，选用不同粒径、不同配比的球形氧化铝复配其他高效导热填料，比如说氮化铝、氮化硅、氮化硼、氧化镁、氧化锌等[2]。而对于高绝缘填料来说，可以选择应用云母粉、高岭土等，同时与耐环境应力开裂助剂、抗冲击改性助剂及其他加工助剂进行复合，并通过表面活化处理、化学改性、共混、塑化、牵引、成型等制备工艺，研制出高导热绝缘材料，为电动载运工具充电装置用电缆护套提供高导热绝缘技术支撑。

（三）应用辐射制冷技术

对于高效被动散热快充电缆绝缘材料来说，辐射制冷技术的应用尤为重要，其是降低电缆温度的重要内容之一，以此提升充电电缆的散热效率。此时，在实际进行生产制备的过程中，可以在充电电缆护套料表面喷涂辐射制冷涂层，此种方式制作较为简单，整体操作较为便捷，对工作人员的技术要求比较低，且在实际开展材料制备的过程中。在实际进行生产建设的过程中，也需要积极应用科学技术，尤其是大数据技术，进行相应的模拟，主要针对介电散射体进行筛选，获取宽带隙、高折光率以及高导热率的介电散射体，并通过计算机仿真模拟指导对散射体的尺寸优化、表面改性等。将设计得到的介电散射体加入具有低消光系数的聚合物基体中制备出具有高导热性能、高阳光反射率、高红外发射率的辐射制冷涂层，该涂层将大幅降低电缆在户外应用时的阳光热量输入并有助于线缆内部热量的快速耗散。

结语：综上所述，在实际进行发展建设的过程中，电缆材料的制备尤为重要，为了提升电池的有效性与质量，需要制备应用高效被动散热快充电缆绝缘材料，以此提升电池充电的有效性，降低充电时间，避免出现温度过高的情况，通过新型材料的应用，可以从根本上降低发生安全事故的概率，因此满足电动汽车运行的需求。

参考文献：

[1]高磊,刘旌平,洪宁宁,吴仲孝.电缆绝缘和护套用自修复材料研究进展[J].电线电缆,2022(4):1-521

[2]王昱力,黄凯文,王格,赵鹏.基于Comsol仿真的高压直流电缆附件材料电导率特性研究[J].高压电器,2023,59(9):258-267