一种液冷软质线缆及其制备方法

技术领域

本发明涉及线缆制造技术领域，尤其涉及一种液冷软质线缆及其制备方法。

背景技术

随着新能源领域的发展，新能源汽车逐渐普及，成为人们选择出行的方式之一，新能源汽车内部的零部件大多通过线缆连接，但是现有的线缆整体硬度为邵氏硬度89左右，整体相对偏硬，导致整车内部线束布局困难，尤其是车型相对小型化的新能源汽车，整车内部的布线更加困难，导致组装人员的装配也相对更加困难，为解决上述问题，现有技术将实心的导体由多根股线绞合制成，但多根股线绞合后，整体紧密程度低，相对松散，导致线缆的导电能力变差，反而影响新能源汽车使用性能。

同时，新能源汽车行驶时，线缆上会通过负载电流，随着车速增高，负载电流也会增大，在加上线缆布置在新能源汽车内部，整体通风性较差，现有的线缆散热能力差，致使线缆在工作过程中发热量急剧增加，影响线缆的正常使用，进而影响新能源汽车的驾驶性能，严重时还会引发新能源汽车着火，影响驾驶者的生命安全。

因此，亟需一种液冷软质线缆及其制备方法，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种液冷软质线缆，质地柔软，易于弯折，且内部结构紧凑，不易松散，导电性能良好，同时具有良好的散热能力，安全性高。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种液冷软质线缆，包括：

液冷管，所述液冷管内部填充有冷却液，所述液冷管由耐高温硅橡胶聚合物材质制成；

导体层，所述导体层包覆于所述液冷管的外周，所述导体层由多层股线复绞而成，所述股线由多根铜丝束绞形成；

无纺布层，所述无纺布层包覆于所述导体层的外周；

绝缘层，所述绝缘层包覆于所述无纺布层的外周；

护套层，所述护套层包覆于所述绝缘层的外周。

作为液冷软质线缆的优选技术方案，所述液冷管由耐热硅胶、辐照交联聚烯烃、聚酰胺弹性体和石墨烯的聚合物制成。

作为液冷软质线缆的优选技术方案，所述绝缘层由甲基乙烯基硅橡胶、硅油、苯乙烯基甲基硅橡胶、阻燃剂、润滑剂、填充剂和铂金硫化物的聚合物制成。

作为液冷软质线缆的优选技术方案，所述护套层为辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃材质。

作为液冷软质线缆的优选技术方案，所述液冷软质线缆还包括编织层，所述编织层设置在所述绝缘层与所述护套层之间。

作为液冷软质线缆的优选技术方案，所述液冷软质线缆还包括金属层，所述金属层包覆于所述编织层的外周。

作为液冷软质线缆的优选技术方案，所述液冷软质线缆还包括亲水涂层，所述亲水涂层涂覆于所述护套层的外周。

本发明的第二个目的在于提供一种制备方法，用于制备以上任一项所述的液冷软质线缆。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种制备方法，用于制备以上任一项所述的液冷软质线缆，所述制备方法包括如下步骤：

步骤1：将铜线材拉拔成铜丝；

步骤2：将若干根所述铜丝束绞成多根股线；

步骤3：将多根股线复绞成导体层，并包覆在液冷管的外周；

步骤4：将无纺布包覆在导体层外周，形成无纺布层；

步骤5：将绝缘材料挤压包覆在无纺布层的外周，形成绝缘层；

步骤6：将护套材料挤压包覆在绝缘层的外周，形成护套层。

作为一种液冷软质线缆制备方法的优选技术方案，所述液冷管的制作方法包括如下步骤：

将65％-68％耐热硅胶，23％-25％辐照交联聚烯烃，8％-10％聚酰胺弹性体，0.1％-0.2％石墨烯进行均匀混合，得到混合料；

将混合料进行塑化处理，制成液冷管的聚合物材料；

将液冷管的聚合物材料塑形成管状，制成液冷管。

作为一种液冷软质线缆制备方法的优选技术方案，所述绝缘层的制作方法包括如下步骤：

将25-30重量份甲基乙烯基硅橡胶，3-5重量份硅油，2-7重量份苯乙烯基甲基硅橡胶，2-6重量份阻燃剂，2-4重量份润滑剂，2-7重量份填充剂，得到混合料；

将上述混合料放入混炼机中进行混炼，混炼时间为5min-7min；

将1-6重量份的铂金硫化物分两次加入到上述混合料中进行第二次混炼和第三次混炼，第二次混炼时间和第三次混炼时间均不低于3min；

使用挤压机将混炼完成后的聚合物材料挤压在无纺布层外周，然后放置在高温硫化箱中进行硫化定形，形成绝缘层。

本发明的有益效果为：

本发明提供的液冷软质线缆，通过设置液冷管，并在液冷管中填充冷却液，液冷软质线缆在导电过程中产生热量便会由冷却液吸收，实现对导体层降温，以确保导体层的电阻率处于稳定状态，实现液冷软质线缆在使用过程中性能稳定，保证其具有较高的安全性；使用耐高温硅橡胶聚合物材质制作液冷管，由于耐高温硅橡胶聚合物材质具有较好的柔软度，能加强液冷管的柔软度，使液冷软质线缆更加柔软，易于在小型新能源汽车内部布线，降低工作人员装配难度，同时耐高温硅橡胶聚合物材质，具有良好的耐高温和低温的性能，能确保液冷软质线缆在相对恶劣的环境中也能够正常使用，并且长期使用也不会出现开裂，确保新能源汽车驾驶的安全性；通过将铜丝束绞的方式形成股线，使铜丝之间绞合的更加紧密，形成的股线填充度高，不易松散，同时铜丝束绞制成股线的方式，相对于实心导体，可使导体层更加柔软，将多根股线选用复绞方式制成的导体层，在保证导体层结构相对圆整的基础上，还可使导体层的成缆节距相对其他绞合方式更小，以提高液冷软质线缆的柔软度；通过在导体层外包覆一层无纺布，可将多根股线绑紧，防止股线之间排布松散，影响导体层的导电性能。

本发明提供的液冷软质线缆的制备方法，加工工序简单，导体层的股线之间贴合紧密且不易松散，确保加工成型的液冷软质线缆具有良好柔软性，具有较好散热能力，易于布线并且安全性高。

附图说明

图1是本发明提供的液冷软质线缆的结构示意图；

图2是本发明提供的液冷软质线缆的制备方法流程图。

图中：

1、液冷管；2、导体层；3、无纺布层；4、绝缘层；5、编织层；6、金属层；7、护套层；8、亲水涂层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例一

本实施例提供一种液冷软质线缆，能够解决现有技术中线缆硬度较高，布线困难，同时线缆整体散热性差，影响新能源汽车使用安全的问题。

如图1所示，本实施例提供的液冷软质线缆包括液冷管1、导体层2、无纺布层3、绝缘层4和护套层7，在液冷管1的内部填充有冷却液，且液冷管1由耐高温硅橡胶聚合物制成，导体层2包覆在液冷管1的外周，其中导体层2由多层股线复绞而成，每根股线均由多根铜丝束绞形成，无纺布层3包覆在导体层2的外周，绝缘层4包覆在无纺布层3的外周，护套层7包覆在绝缘层4的外周。

本实施例的液冷软质线缆，通过设置液冷管1，并在液冷管1中填充冷却液，液冷软质线缆在导电过程中产生热量便会由冷却液吸收，实现对导体层2降温，以确保导体层2的电阻率处于稳定状态，实现液冷软质线缆在使用过程中性能稳定，保证其具有较高的安全性。使用耐高温硅橡胶聚合物材质制作液冷管1，由于耐高温硅橡胶聚合物材质具有较好的柔软度，能加强液冷管1的柔软度，使液冷软质线缆更加柔软，易于在小型新能源汽车内部布线，降低工作人员装配难度，同时耐高温硅橡胶聚合物材质，具有良好的耐高温和低温的性能，能确保液冷软质缆在相对恶劣的环境中也能够正常使用，并且长期使用也不会出现开裂，确保新能源汽车驾驶的安全性。通过将铜丝束绞的方式形成股线，使铜丝之间绞合的更加紧密，形成的股线填充度高，不易松散，同时铜丝束绞制成股线的方式，相对于实心导体，可使导体层2更加柔软，将多根股线选用复绞方式制成的导体层2，在保证导体层2结构相对圆整的基础上，还可使导体层2的成缆节距相对其他绞合方式更小，以提高液冷软质线缆的柔软度。通过在导体层2外包覆无纺布层3，可将多根股线绑紧，防止股线之间排布松散，影响导体层2的导电性能。

示例性地，股线中可使用直径规格为0.2mm-0.3mm的铜丝，在确保股线稳定性的同时，还能保证股线的柔软度。其中股线可为19股，股线之间按1+6+12的形式排列同向绞合，如此能加强股线之间的紧密程度，提高导体层2的导电能力。为进一步加强导体层2的导电性能，可将导体层2沿液冷软质线缆的径向厚度设置为5mm-8mm。

作为优选地，液冷管1由耐热硅胶、辐照交联聚烯烃、聚酰胺弹性体和石墨烯的聚合物制成，耐热硅胶材质和聚酰胺弹性体材质可使液冷管1具有良好的柔软性，进一步提升液冷软质线缆的柔软度。辐照交联聚烯烃的加入，可使液冷管1在空气中放置一段时间后，能发生辐照反应，省去了单独辐照的工序，同时还能避免液冷管1辐照不均匀，保证液冷管1各处的强度一致，提高液冷管1的整体使用寿命。石墨烯的加入，使液冷管1的导热系数得到大幅度提升，进而使得液冷软质线缆的导热系数得到提升，能加强液冷软质线缆的散热能力，以进一步提高液冷软质线缆在使用过程中的安全性。具体地，加入占比0.1％-0.2％的石墨烯，可使液冷软质线缆的导热系数由0.2瓦/米.度提升到1.5瓦/米.度。

作为优选地，绝缘层4由甲基乙烯基硅橡胶、硅油、苯乙烯基甲基硅橡胶、阻燃剂、润滑剂、填充剂和铂金硫化物的聚合物制成，以上各个成分的组合，不仅使绝缘层4具有良好的绝缘性，而且还能加强绝缘层4的柔软度和抗老化性能，以实现进一步提高液冷软质线缆整体的柔软性和使用寿命。

作为优选地，护套层7由辐照交联低烟无卤阻燃的材质制成，如此，便不需要对护套层7进行单独辐照工序，也能使护套层7各处的强度一致，具有良好的抗挤压性能，同时辐照交联低烟无卤阻燃材质，可保证即使液冷软质线缆在使用过程中出现燃烧，护套层7也能在燃烧过程中自熄，提升新能源汽车使用安全性。同时护套层7在燃烧过程中不会产生大量热量和浓烟，液冷软质线缆在燃烧过程中发热量较低，能使液冷软质线缆的使用安全性得到进一步提高，保证驾驶者的安全。

本实施例中，液冷软质线缆还包括编织层5，编织层5设置在绝缘层4与护套层7之间，编织层5的设置可以提高液冷软质线缆抗拉伸和抗摇摆的能力，新能源汽车即使行驶在颠簸路段，也不会影响液冷软质线缆的导电性能，进一步加强驾驶者的使用安全。其中编织层5可选用镀锡铜丝编织形成，可将直径规格0.2mm的镀锡铜丝排布成8并，在24钉编织机进行编织，使编织层5的整体编织密度在90％以上。为进一步提高液冷软质线缆的抗干扰能力，在编织层5的外周还包覆有金属层6，具体地，金属层6由铝箔带螺旋缠绕在编织层5的外周形成。

优选在护套层7的外表面涂覆一层亲水涂层8，以防止空气中的水汽侵入液冷铝合金线缆，影响其性能，其中亲水涂层8的涂覆厚度可选择在0.1mm-0.5mm之间，当然关于亲水涂层8的涂覆方式和涂覆厚度，可根据实际情况进行选择，具体不做限制。

实施例二

如图2所示，本实施例提供制备方法，用于制备实施例一中的液冷软质线缆，具体包括以下制作步骤：

步骤1：将铜线材拉拔成铜丝；具体地，工作人员将铜线安装在拉拔机固定位置，操作拉拔机使其加工成铜丝。

步骤2：将若干根所述铜丝束绞成多根股线；工作人员将若干根铜丝放入绞合设备进行绞合，绞合设备加工后形成股线。

步骤3：将多根股线复绞成导体层2，并包覆在液冷管1的外周。

步骤4：将无纺布包覆在导体层2外周，形成无纺布层3；工作人员使用无纺布将多根股线绑紧，使股线之间贴合更急紧密，确保导体层2不易松散。

步骤5：将绝缘材料挤压包覆在无纺布层3的外周，形成绝缘层4；工作人员通过挤压机挤压的方式将绝缘材料包覆在无纺布层3的外表面，绝缘层4的设置可防止流经导体层2的电流外泄，提高液冷软质线缆的安全性。

步骤6：将护套材料挤压包覆在绝缘层4的外周，形成护套层7。

本实施例中，液冷管1的制作方法包括以下步骤：

将65％-68％耐热硅胶，23％-25％辐照交联聚烯烃，8％-10％聚酰胺弹性体，0.1％-0.2％石墨烯进行均匀混合，得到混合料。

将混合料进行塑化处理，制成液冷管1的聚合物材料。

将液冷管1的聚合物材料塑形成管状，制成液冷管1。

本实施例中，绝缘层4的制作方法包括以下步骤：

将25-30重量份甲基乙烯基硅橡胶，3-5重量份硅油，2-7重量份苯乙烯基甲基硅橡胶，2-6重量份阻燃剂，2-4重量份润滑剂，2-7重量份填充剂，得到混合料。

将上述混合料放入混炼机中进行混炼，混炼时间为5min-7min。

将1-6重量份的铂金硫化物分两次加入到上述混合料中进行第二次混炼和第三次混炼，第二次混炼时间和第三次混炼时间均不低于3min。

使用挤压机将混炼完成后的聚合物材料挤压在无纺布层3外周，然后放置在高温硫化箱中进行硫化定形，形成绝缘层4。

本实施例提供的液冷软质线缆制备方法，加工工序简单，导体层2的股线之间贴合紧密且不易松散，确保加工成型的液冷软质线缆具有良好柔软性，具有较好散热能力，易于布线并且安全性高。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。