摘要：电动汽车充电电缆用于连接电动汽车充电装置与充电基础设施，从而对电动汽车进行电力传输。本文梳理了电动汽车充电电缆的发展现状，并以专利文献为载体，列举了其主要应用情况，文章最后对未来发展趋势进行了阐述。
关键词：电动汽车；电缆；现状；应用
一、前言
当今世界各地能源紧缺、环境污染愈发严重，各国大力倡导节能减排，借此电动汽车得到了快速发展。电动汽车包括纯电动汽车、油电混合动力汽车和燃料电池汽车[1]。近年来，随着新能源产业的快速发展，电动汽车在全球范围内销量持续增长，有力带动了电动汽车充电设施，例如电动汽车充电电缆的发展步伐。电动汽车充电电缆的发展可以概括为两个阶段：第一阶段是，能够满足充电的要求，并保证安全和稳定。第二阶段是，在保证安全和稳定的前提下，转向对电缆的耐油污、耐酸碱、耐水、抗弯曲、抗拉、柔韧性、抗撕裂及耐磨等性能等参数的研究。
二、发展现状
就功能而言，电动汽车充电电缆是连接于电动汽车和充电桩之间的用于传输电能的载体。而现代充电技术则对充电过程有了更高的要求，即需要进行电动汽车和充电桩之间的信息传输，且能对充电动作做出适当的控制。电动汽车的安全性能是行业内关注的焦点，电动汽车充电电缆在保证优良的绝缘性能基础上，还应当具有较高的耐老化性和耐热性以及低烟阻燃性，以降低在事故中可能发生的伤害和损失。
国家十三五计划中，新能源电动汽车作为七大战略性新兴产业之一，具有低能耗、低噪声、低碳排放、高安全性等优点，具有广阔的市场前景。一般来说，电动汽车充电电缆有两种使用模式：一是放置于汽车上；另一个则是被安置在公路、商场、停车场、宾馆、车库等场合的充电柱上。无论是哪种，充电电缆都可能受到日光、风化、油污、潮湿、冰冻等不利条件的影响，且在使用中很可能经常要弯曲、拖拉，这都不可避免造成电缆的刮擦、磨损、压碾等损伤，由于电缆频繁的移动，在电缆结构上，新能源电动汽车充电电缆要求产品具备耐低温、柔软性高、易弯曲、高强度、耐油、防水、耐酸碱、阻燃等性能。
我国自2010年以来也逐步进行该类产品的研制。然而国际上并没有相应的ISO/IEC标准是针对充电电缆产品的，国家标准也暂时缺失，虽然一些电缆企业撰写了相关的企标或联盟标准，但由于标准起草企业技术实力问题以及其自身利益的考虑，编写出的标准总是差强人意。电动汽车充电电缆在制造过程中，通常会面对以下问题：
标准不统一。由于缺少统一的标准，对于产品的要求也在不断变化，甚至提出的要求往往不科学，不合理。电缆的结构往往要经过多次调整，增加工艺难度，才能达到要求。
通信线芯屏蔽难点。在加工通信线芯时，外被需要铜丝编织屏蔽，经过论证分析，屏蔽层表面转移阻抗不直接取决于编织密度，还与编织单丝直径、每锭单丝根数、屏蔽结构有关。
成缆难点。由于缆芯比较多，所以成缆工序有很多问题要解决。但很多电缆厂家不具备能够实现多根缆芯退扭成缆的设备。
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三、应用举例
电动汽车充电电缆可用于交流充电和直流充电，用于不同的充电方式时其结构不同，但差异不大；随着技术的发展，人们对于电缆的耐拖拽、耐磨、耐酸碱及阻燃等性能的研究也日益侧重，以下分别就交流充电、直流充电和防拖拽三个技术分支，以及代表性的专利进行简要介绍：
3.1、电动汽车交流充电电缆
专利文献CN103515010A公开了一种电动汽车交流充电电缆，电缆缆心包括电源线芯、两组备用线芯、中性线芯、带屏蔽层的保护接地线芯、充电连接确认线芯，以及控制确认线芯。上述线芯的外层均挤包一层绝缘层后绞合成缆芯，其间隙用PP撕裂带进行填充形成PP填充层，其外用无纺布带绕包形成绕包层后加设保护套层。该电缆具有常规的交流充电电缆的结构，可以解决电动汽车充电时的供电问题，确认充电时接触是否稳妥的问题，若接触良好，则开始启动充电，否则不能开机，又如充电完成后，要通过充电通信来确定充电是否完成。
3.2、电动汽车直流充电电缆
专利文献CN102222539 A公开了一种电动汽车直流充电电缆，在该电缆的结构包括：直流电源线、直流电源芯线、通信线、屏蔽层、通信芯线、低压辅助直流电源线、充电确认线以及接地线等。该电缆具有常规的直流充电电缆的结构，电缆设有通信线，该通信线可以将通信信号传输给车载充电机或电源端的通信电路，在直接拨出插头前断电，因而可以避免电动汽车的车载充电机与交流电源接插头充意外断开时产生的电弧造成的安全隐患；同时由于该通信线内由相互绞合的两通信芯线与相互绞合的两通信芯线绞合，所述通信线、两根低压辅助直流电源线、两根直流电源线、充电确认芯线、接地线进行绞合，一方面可以减少专用电缆的直径，方便移动，另一方面增加电缆的抗拉性。
3.3、防拖拽充电电缆
专利文献CN104616801 A公开了一种防拉拽耐磨电动汽车充电线缆，该电缆以钛铜合金作为电力导线的线芯，从而具有较好的弯曲性能；通过在氯丁橡胶护套内嵌入磷化铜丝，在确保外护套弯曲性能的同时，增强了外护套的连接强度使得其在拖拽过程中具有足够的强度支撑；在电力导线、通讯导线外包裹铜丝编织层的同时包裹了既有隔离作用又有屏蔽作用的铝箔，确保了充电过程中的通讯信号不被干扰，从而便于控制系统发出准确适时的控制指令，继而节省电能，对充电电池形成保护。若电动汽车直接开走，则在线缆在拉拽力的作用下导致连接器上卡爪的破坏段直接断裂，从而插入段自连接器脱离，而线缆主体无损，也避免了线缆拉拽充电站导致安全事故，且线缆结构确保了线缆在具有足够的抗拉拽强度的前提下具有足够的弯曲性能。
四、趋势预测：
随着新能源电动汽车的快速发展、全国范围内的大力推广，人们也逐渐关注对于电动汽车充电电缆的研究。目前的大部分电缆，在设计制造层面上没有充分考虑其工作环境和运行条件的特殊性，今后，越来越多的研发者会将目光投入到提高产品的综合性能，例如耐低温、柔软性高、易弯曲、高强度、耐油、防水、耐酸碱、阻燃等性能，成为该领域的研究重点。我国政府将电动汽车作为战略性新兴产业，出台了一系列扶持政策。根据中国电力科学研究院的相关报告，2015年我国电动汽车保有量达到50万辆，2020年将达到500万辆，分散式充电桩超过480万个，这意味着我国充电桩行业具有巨大的增长空间。可见，未来电动汽车将与智能电网融为一体，与电动汽车相配套的充电电缆前景也将一片光明。
参考文献：
[1].《新能源汽车技术概述》，赵振宁，北京理工大学出版社，2016年1月。
论文作者:房晓东,孙思远
论文发表刊物:《电力设备》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/18
标签：电缆论文; 电动汽车论文; 通信论文; 护套论文; 性能论文; 弯曲论文; 屏蔽论文; 《电力设备》2018年第18期论文;