汽车以太网线材结构及其加工方法

技术领域

本发明涉及线缆技术领域，尤其涉及一种用汽车以太网线材结构及其加工方法。

背景技术

随着无人驾驶技术的发展，作为一种新的汽车总线规范，车辆通信系统将包括以下要求和功能：车载信息和娱乐系统；高级驾驶员辅助系统、车载诊断系统、汽车外部互联技术，车载系统也有了比较新的发展方向，因此，对使用的线材要求也更高。

目前，线材市场上的以太网线材不符合汽车市场的OEM/RFI要求，高频信号传输的稳定性较差。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种汽车以太网线材结构，能够提高信号传输稳定性。

本发明的另一个目的在于提出一种汽车以太网线材结构的加工方法，能够提高线材结构信号传输稳定性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

汽车以太网线材结构，包括线材本体、屏蔽层和编织层。所述线材本体包括两根相互绞合的信号线；所述屏蔽层呈螺旋状包扎在所述线材本体外，所述屏蔽层的包扎方向和两个所述信号线的绞合方向相反；所述编织层编织在所述屏蔽层外。

可选地，每个所述信号线包括导体和绝缘层，所述绝缘层包覆在所述导体外，所述导体包括若干相互绞合的镀锡无氧铜丝。

可选地，所述镀锡无氧铜丝的直径为0.155TC+0.03/-0mm。

可选地，所述屏蔽层为铝箔屏蔽层。

可选地，所述铝箔屏蔽层为单面，且所述铝箔屏蔽层的导电面朝外。

可选地，所述铝箔屏蔽层的重叠率为40％～60％。

可选地，所述屏蔽层由厚度为25μm、宽度为10mm的铝箔包扎而成。

可选地，还包括护套层，所述护套层包覆在所述编织层外。

汽车以太网线材结构的加工方法，包括如下步骤：

S1，选取若干无氧镀锡铜丝，将若干所述若干无氧镀锡铜丝绞合成导体，在所述导体上包覆绝缘层，形成信号线；

S2，选取两根所述信号线，将两根所述信号线绞合在一起；

S3，在绞合后的两根所述信号线上呈螺旋状包扎屏蔽层，所述屏蔽层的包扎方向和两根所述信号线的绞合方向相反；

S4，在所述屏蔽层上包覆编织层。

可选地，在步骤S4后还包括：

S5，在所述编织层上包覆护套层。

可选地，在步骤S2中，选取的两根所述信号线的长度相等或者相差1-2mm；采用绞线机将两个所述信号线绞合在一起，将所述绞线机的绞距设定为39±2mm。

本发明的有益效果为：

本发明中的汽车以太网线材结构，通过将两根信号线的绞合反向设置为和屏蔽层的包扎方向相反，能够使信号线的绞距稳定保持，减少变形，且包扎屏蔽层后的线径品质高，从而有利于提高高频的稳定性。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的汽车以太网线材结构的剖面结构示意图；

图2是对本发明具体实施方式提供的汽车以太网线材结构测得的差分特性阻抗曲线图(信号测试从左端测试)；

图3是对本发明具体实施方式提供的汽车以太网线材结构测得的差分特性阻抗曲线图(信号测试从右端测试)；

图4是对本发明具体实施方式提供的汽车以太网线材结构测得的一个第一信号线的对内延迟差曲线图；

图5是对本发明具体实施方式提供的汽车以太网线材结构测得的另一个第一信号线的对内延迟差曲线图；

图6是对本发明具体实施方式提供的汽车以太网线材结构测得的衰减曲线图。

图中：

1、线材本体；11、导体；12、绝缘层；

2、屏蔽层；

3、编织层；

4、护套层。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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；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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征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。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例提供了一种汽车以太网线材结构，如图1所示，汽车以太网线材结构包括线材本体1、屏蔽层2和编织层3。线材本体1包括两根相互绞合的信号线。屏蔽层2呈螺旋状包扎在线材本体1外，屏蔽层2的包扎方向和两个信号线的绞合方向相反。例如，线材本体1的两根信号线的绞合方向向左，则屏蔽层2的包扎方向向右；线材本体1的两根信号线的绞合方向向右，则屏蔽层2的包扎方向向左。编织层3编织在屏蔽层2外。

本实施例中的汽车以太网线材结构，通过将两根信号线的绞合反向设置为和屏蔽层2的包扎方向相反，能够使信号线的绞距稳定保持，减少变形，且包扎屏蔽层2后的线径品质高，从而有利于提高高频的稳定性。

进一步地，每个信号线包括导体11和绝缘层12，绝缘层12包覆在导体11外，导体11包括若干相互绞合的镀锡无氧铜丝。采用镀锡无氧铜丝能够抗氧化，体升使用寿命。详细地，绝缘层12为可以满足温度为105℃老化等级的聚丙烯绝缘层12。绝缘层12包覆在导体11后形成的信号线直径为1.30±0.03mm。两根信号线中的一个的绝缘层12为黑色，另一个的绝缘层12为本色，以便于对两根信号线进行区分。

详细地，镀锡无氧铜丝的直径为0.155TC+0.03/-0mm。可选地，每个导体11包括七根镀锡无氧铜丝。

本实施例中优选地，屏蔽层2为铝箔屏蔽层，通过铝箔屏蔽层可以防止高频干扰，提高高频传输的性能。

进一步地，铝箔屏蔽层为单面，且铝箔屏蔽层的导电面朝外，这样屏蔽层2可以与编织层3短路，提高屏蔽效果，从而有利于提高本实施例中的汽车以太网线材结构的信号传输速率。

9Gbps(及以上)的以太网有太多射频“噪音”，而且以太网也容易受到来自车内其他设备的“外来”噪音的影响，以太网无法保证延迟降到低微秒范围。为了解决上述问题，铝箔屏蔽层的重叠率为40％～60％，能够更好地提升屏蔽效果，提高高频传输信号抗干扰能力。

本实施例中优选地，屏蔽层2由厚度为25μm、宽度为10mm的铝箔包扎而成。若铝箔宽度过窄，则重叠率无法达到要求范围，铝箔宽度过大则会包裹信号线不紧实而影响高频信号传输的稳定性和包裹信号线后的外观品质。当然，本领域的技术人员可以根据需要选取屏蔽层2的规格，在此不进行限制。

详细地，编织层3采用16锭/7条/0.10±0.008mm(即，编织层3由16股镀锡铜丝组成，每股有7条0.10±0.008mm的镀锡铜丝合并而成)的镀锡铜丝。编织层3的编织目数为11.5±2目，可以有效配合组装加工提升保持力。

进一步地，本实施例中的汽车以太网线材结构还包括护套层4，包覆在编织层3外。通过设置护套层4，对内部的编织层3、信号线、屏蔽层2进行防护，可以使本实施例中的汽车以太网线材结构的外观更平整。可选地，护套层4为PVC护套层，耐高温105摄氏度。

本实施例还提供了一种汽车以太网线材结构的加工方法，用于加工上述的汽车以太网线材结构，汽车以太网线材结构的加工方法包括如下步骤：

S1，选取若干无氧镀锡铜丝，将若干无氧镀锡铜丝绞合成导体11，在导体11上包覆绝缘层12，形成信号线。

详细地，采用50mm型押出机在导体11上成型绝缘层12。在生产过程中需要控制：1)信号线同芯度要求平均>90％(测试方法：最小皮厚/最大皮厚)；2)信号线附着力为0.6～1.3KGF；3)导体11在挤出绝缘层12之前需要经过预热温度为60摄氏度左右的预热机进行预热，挤出绝缘层12后的信号线需要经温度为70摄氏度左右的冷却水槽进行冷却，抽线设备的抽线速度为100m/min。

S2，选取两根信号线，将两根信号线绞合在一起。

详细地，采用500型高频绞线机，设定绞距39±2mm，若绞距较小容易把两根信号线挤扁而影响高频特性传输。如果绞距较大容易产生两根信号线的长短差，进而影响高频特性传输。绞合时，两条信号线的位置排列要水平，两根信号线的长度要一直，或者相差1-2mm，从而有利于保证本实施例中的汽车以太网线材结构的高频信号传输的稳定性。

S3，在绞合后的两根信号线上呈螺旋状包扎屏蔽层2，屏蔽层2的包扎方向和两根信号线的绞合方向相反；

采用铝箔卷包机包扎，详细地，若两根信号线的绞合方向向右，则铝箔卷包机包扎铝箔的方向向左。或者，若两根信号线的绞合方向向左，则铝箔卷包机包扎铝箔的方向向右。

S4，在屏蔽层2上包覆编织层3。

详细地，采用高速16锭编织机台，编织节距为17.6±2mm，编织的目数为11.5±2目，使遮蔽率>95％，以提升本实施例中的汽车以太网线材结构的保持力。

进一步地，在步骤S4后还包括S5，在编织层3上包覆护套层4。

详细地，采用75mm型专用挤出机成型护套层4，挤出过程中设有非接触式镭射测径仪测定外径尺寸；设有凹凸测试仪检测护套层4外的凹凸点位置，保证表面平滑均匀；设有火花测试仪检测护套层4外表面是否有破损，保证护套层4的质量。

对本实施例中的汽车以太网线材结构，利用高频协会的高频测试软件进行高频特性测试，结果如下：

1、如图2、图3所示，测试内容：差分特性阻抗

2、如图4、图5所示，测试内容：延时差

说明：对两个信号线进行测试，得到其差值：

5.2574ns-5.2672ns＝0.0002ns＝0.2ps

3、如图6所示，测试内容：衰减

综上，本实施例中的汽车以太网线材结构能够满足：

TDRImpedance：100±5ohm；skew≤10ps/m；

InsertionLoss：≥-3dB@2.5GHz；≥-4.5B@5GHz；≥-9dB@9GHz。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。