新闻 - 汽车电缆的创新：市场有哪些新动态？

随着汽车工业的快速发展，电缆已成为现代车辆的关键部件。以下是汽车电缆的一些最新创新：

1.电动汽车用高压电缆

电动汽车用高压电缆是电动汽车中用于连接高压电池、逆变器、空调压缩机、三相发电机和电动机，实现动力电能传输的关键部件。与传统燃油汽车使用的电缆相比，电动汽车高压电缆具有以下特点和要求：

高电压和高电流：EV 高压电缆设计用于处理高达 600VAC/900VDC（乘用车）或 1000VAC/1500VDC（商用车）的电压以及 250A 至 450A 甚至更高的电流。这比传统燃油汽车通常使用的 12V 系统要高得多。

导体材料：导体通常由退火软铜线或镀锡铜线制成，以提高导电性和耐腐蚀性。无氧铜线（含氧量小于0.001%，纯度大于99.99%）因其纯度高、不易脆的特点，广泛应用于电动汽车高压电缆。

绝缘及护套材料：为了满足高电压、大电流的要求，高压电缆绝缘采用高壁厚的绝缘材料，如硅橡胶、交联聚乙烯或交联聚烯烃，其具有良好的绝缘性能。耐热、阻燃效果，可耐150℃以上高温。

屏蔽与防护：高压电缆需要电磁屏蔽，以减少电磁场噪声和电磁干扰，同时电缆外层的防护材料（如隔热管、编管）和密封圈保证电缆的防水、防尘、耐磨，可在恶劣环境下使用。

设计和布线：电动汽车高压电缆的设计需要考虑布线空间限制、安全要求（例如高压和低压导体之间的最小间距为100毫米或以上）、重量和成本。电缆的弯曲半径、到固定点的距离以及使用环境（例如车内或车外）也会影响其设计和选择。

标准规范：电动汽车高压电缆的设计和制造遵循一系列行业标准，如QC-T1037《道路车辆用高压电缆》汽车行业标准和TCAS 356-2019《新能源汽车用高压电缆》能源汽车。这些标准对电缆的电气性能、机械性能和环境适应性提出了具体要求。

应用领域：电动汽车高压电缆不仅用于车内连接，还用于充电口与电池之间、电池内部、电池与发动机等部件之间以及电池能量的连接存储设备等领域。电缆必须能够承受高低温环境、盐雾、电磁场、石油和化学品等恶劣条件。

电动汽车高压电缆的开发和应用是促进电动汽车可持续发展和气候友好的未来的关键因素之一。随着电动汽车技术的不断进步，高压电缆的性能和标准不断优化，以满足日益增长的电力传输和安全要求。

2. 轻质铝电缆

采用轻量化铝制汽车电缆是汽车行业尤其是新能源汽车行业追求轻量化、节能化和续航里程的重要趋势之一。以下是轻量化铝汽车电缆的详细分析：

背景与趋势

汽车轻量化需求：随着新能源汽车的快速发展，汽车轻量化设计的需求进一步提升。电线电缆作为汽车动力传输的主要部件，传统上设计采用铜作为导体，但铜芯电缆价格昂贵且质量笨重。因此，开发质量轻、价格低廉的汽车用铝导体电线电缆已成为汽车轻量化设计的必然选择。

铝电缆优点：传统电力行业使用铝电缆已有悠久的历史，铝电缆成本低、重量轻、使用寿命长，特别适合高压长距离输电。我国铝资源丰富，材料价格波动大，成本稳定且易于控制。在新能源汽车行业，使用铝电缆代替铜电缆是减轻重量和成本的理想解决方案。

铝线产品应用案例

总线型：电池组内外超声波焊接铝线，大直径电源连接线使用，使用铝线的优势明显。

乘用车：直流母线采用50mm2铝电缆，已成功量产。采用超声波焊接有效提高了接头的电接触性能，与铜线相比有效降低了线束的质量。

交流充电枪：采用高强度抗弯铝合金线材，重量轻，老化测试性能稳定，已逐步开始量产；乘用车直流充电口线材采用铝线改善散热，圆形充电口端子采用超声波焊接，显着改善电接触性能，减少发热量，提高使用寿命。

铜和铝的性能差异

电阻率和电导率：由于铝和铜的电阻率不同，铝导体的电导率为62%IACS。当铝导体的截面积为铜的1.6倍时，其电气性能与铜相同。

质量比：铝的比重为2.7kg/m3，铜的比重为8.89kg/m3，因此两者的质量比为(2.7×160%)/(8.89×1)≈50%。这意味着在相同的电气性能下，铝导体的质量仅为铜体的1/2。

市场空间与前景

年化增长率：根据市场分析，到2025年铝轧制板和挤压材料的年化增长率将在30%左右，显示出铝在汽车轻量化领域的巨大潜力。

不确定性分析

成本因素：虽然铝电缆具有成本优势，但在汽车行业存在铝代钢成本增加的负面因素，这可能会影响铝电缆的普及速度。

技术挑战：铝电缆在汽车上的应用仍面临技术挑战，如接头电接触性能的提高、散热的优化等，需要通过技术创新来解决。

采用轻量化铝制汽车电缆是汽车行业追求节能减排、提高续航里程的必然趋势。随着技术的不断进步和成本的进一步优化，铝电缆在汽车行业的应用将更加广泛，为汽车轻量化和节能减排做出重要贡献。

3. 降低 EMI 的屏蔽电缆

汽车中的电磁干扰 (EMI) 是一个复杂的问题，尤其是在电动和混合动力汽车中，因为大量使用高功率电子设备。作为 EMI 的主要贡献者之一，汽车线束的设计和材料选择对于最大限度地减少 EMI 至关重要。以下是如何通过使用屏蔽电缆降低汽车电磁干扰的一些要点：

屏蔽电缆的工作原理：屏蔽电缆的工作原理是在导体周围添加一层金属编织层或金属箔。这种屏蔽层会反射和吸收电磁波，从而降低 EMI。屏蔽层与地相连，将捕获的电磁能引导到地面，防止其干扰其他电子设备。

屏蔽类型：屏蔽主要有两种类型：编织金属屏蔽和箔屏蔽。编织金属屏蔽提供更好的机械强度和灵活性，而箔屏蔽在较低频率下提供更好的屏蔽。在汽车应用中，通常结合使用这两种屏蔽类型来实现最佳屏蔽。

屏蔽层接地：为了使屏蔽电缆有效，屏蔽层必须正确接地。如果屏蔽层没有正确接地，它可能会变成天线并增加 EMI。在汽车中，通常将屏蔽层连接到车辆的金属框架上，以提供良好的接地路径。

使用屏蔽电缆的场合：在汽车中，屏蔽电缆主要用于易受 EMI 影响或本身可能成为 EMI 源的关键信号和控制线。例如，用于发动机控制单元（ECU）、传感器信号、车载网络（例如CAN总线）和娱乐系统的线路通常使用屏蔽电缆。

屏蔽电缆与非屏蔽电缆的结合使用：在空间有限的汽车环境中，高压电缆和低压电缆通常彼此靠近放置。为了最大限度地减少 EMI，高压电缆可以设计为屏蔽电缆，而低压电缆可以设计为非屏蔽电缆。这样，高压电缆的屏蔽层可以保护低压电缆免受 EMI 影响。

电缆布局和设计：除了使用屏蔽电缆外，正确的电缆布局也非常重要。应避免电缆中形成环路，因为环路会增加 EMI。此外，电缆应尽可能远离 EMI 源，例如电机和电源转换器。

滤波器的使用：除了屏蔽电缆外，还可以在电缆两端添加EMI滤波器，以进一步减少EMI。滤波器可以是电容器或电感器，可滤除特定频率范围内的噪声。

综上所述，通过使用屏蔽电缆并结合正确的电缆布局和滤波技术，可以显着降低汽车中的 EMI，从而提高电子设备的可靠性和性能。

4、耐高温电缆

耐高温汽车电缆是专为汽车行业设计的在高温环境下保持稳定性能的电缆。它们主要由几种特殊材料制成，以确保发动机舱等高温区域的可靠性和安全性。以下是耐高温汽车电缆常用的几种材料：

TPE材料：热塑性弹性体（Thermo Plastic Elastomers），包括苯乙烯类、烯烃类、二烯类、氯乙烯类、聚酯类、酯类、酰胺类、有机氟类、有机硅类和乙烯基类。目前，SEBS（苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物）基弹性体是应用最广泛的TPE材料。

TPU材料：热塑性聚氨酯（Thermo Plastic Polyurethane），分子结构由刚性嵌段和柔性链段分为聚酯型和聚醚型。TPU材料在加工过程中注塑占40%以上挤出成型约为35%左右，具有良好的弹性和耐磨性。

PVC材料：聚氯乙烯（Polyvinyl Chloride），通过添加不同量的增塑剂来调节其柔软度，降低其“玻璃化转变”温度，从而具有良好的柔韧性和可塑性，易于加工成型。

硅胶材料：高活性吸附材料、无定形物质、热固性橡胶。硅胶具有出色的耐热性和耐寒性，工作温度范围广，从 -60°C 到 +180°C 甚至更高。

XLPE交联聚乙烯：通过化学交联成热固性弹性体，提高了绝缘性能，电缆耐温范围扩大，性能得到改善。 XLPE电缆一旦发生燃烧，产生二氧化碳和水，相对环保。

这些材料的选择和使用使得耐高温汽车电缆能够在发动机舱、排气系统附近等高温环境下长期稳定工作，保证汽车电气系统的正常运行。此外，耐高温电缆还具有耐油、耐水、耐酸碱、耐腐蚀性气体、耐老化等优点，适用于冶金、电力、石化、机车车辆、能源、钢铁等行业。以及钢铁、电机等领域。在选择耐高温电缆时，需要根据实际应用场景、温度环境、电压等级等因素选择合适的型号，以保证电缆在高温条件下具有良好的性能和安全性。

5. 带有集成传感器的智能电缆

带有集成传感器的智能汽车电缆是现代智能汽车不可或缺的一部分，在车辆的电气和电子架构中发挥着关键作用。智能汽车电缆不仅负责传输电力，更重要的是承载数据和控制信号，连接汽车内的微控制器单元（MCU）、传感器、执行器和其他电子控制单元（ECU），形成汽车的“神经网络”。

智能汽车电缆的作用和重要性

数据传输：智能车电缆负责将传感器的数据传输到MCU，并将MCU的命令传输到执行器。这些数据包括但不限于速度、温度、压力、位置等，对于实现车辆的精确控制至关重要。
配电：电缆不仅传输数据，还负责为车内的各种电子设备分配电力，确保它们正常工作。
安全保障：电缆在设计时充分考虑了安全性，如采用防火材料、设置过流保护等，确保发生故障时能及时切断电路，避免安全隐患。

设计要求

智能汽车电缆的设计必须满足以下要求：

可靠性：电缆需要能够在车内各种恶劣环境下可靠工作，包括高温、低温、振动和潮湿。
耐用性：电缆必须足够耐用，能够承受长时间使用而不会出现故障。
安全：电缆应绝缘良好，以减少短路风险，并具有必要的保护机制。
轻量化：随着车辆轻量化的趋势，电缆也需要尽可能的轻薄，以减轻车辆的整体重量。
电磁兼容性：电缆应具有良好的屏蔽性能，以减少信号干扰。

应用场景

智能汽车电缆广泛应用于汽车的各个系统，包括但不限于：

发动机控制系统：连接发动机ECU与传感器、执行器，实现对发动机的精确控制。
车身控制系统：连接车身控制模块（BCM）与车窗、门锁、照明等系统。
驾驶辅助系统：连接ADAS（高级驾驶辅助系统）控制器与摄像头、雷达等传感器。
信息娱乐系统：连接多媒体中心与音响扬声器、导航系统等。

未来趋势

随着汽车电子和电气架构的发展，智能汽车电缆也在不断发展。未来的趋势包括：

集中式架构：随着汽车电子架构从分布式转向集中式，电缆的复杂性和长度可能会减少，有助于减轻车辆重量并提高信息流的效率。
智能管理：电缆将集成更多智能组件，例如内置传感器和智能连接器，从而实现自我诊断和状态报告。
新材料的应用：为了进一步减轻重量并提高性能，电缆可能会采用新型轻质材料制成。

智能汽车电缆是连接汽车电子系统的关键部件，其设计和性能对于保证汽车的安全性和可靠性至关重要。随着技术进步和汽车电子加速发展，智能汽车电缆将不断发展以满足更高性能的需求。

6. 可生物降解且环保的电缆

在追求环保和可持续发展的背景下，可生物降解、环保的汽车电缆正成为汽车制造业的热门话题。这些电缆不仅在性能方面满足汽车行业的需求，而且在环保方面也表现出显着的优势。

可生物降解绝缘电缆

可生物降解绝缘电缆采用可生物降解的绝缘材料制成，在一定的环境条件下，可通过微生物的新陈代谢逐渐分解，最终转化为环境友好的小分子，如二氧化碳和水。这个过程通常需要一定的时间和合适的环境条件。使用可生物降解电缆符合绿色和可持续发展的原则。保证电缆性能的同时最大限度地减少对环境的影响，促进绿色电缆行业的发展。

无污染绝缘漆电缆

电缆无污染绝缘漆采用无害绝缘漆替代传统电缆中含有有害成分的绝缘材料。这一创新不仅减少了环境污染，还提高了电缆的安全性和可靠性。

汽车电缆中的生物基材料

生物基材料，特别是聚乳酸（PLA）纤维、复合材料和尼龙，因其可生物降解、生产加工环保、原料来源广泛、低气味、低挥发性等特点，在汽车工业中具有巨大的应用潜力有机化合物 (VOC) 含量。随着产能的大幅提升，PLA聚乳酸（PLA）作为源自自然资源的生物基聚合物也得到了巨大的发展。 PLA是由天然玉米化学合成的。该材料废弃后可被微生物分解为CO2和H2O，不会对环境造成污染，被公认为21世纪绿色可持续的新型生态材料。

TPU材料在汽车电缆中的应用

热塑性聚氨酯（TPU）材料不仅具有优异的性能，而且可生物降解（3-5年）且可回收利用。TPU材料的可持续和环保特性为汽车电缆提供了新的选择，有助于减少对环境的影响环境。

挑战与展望

尽管可生物降解且环保的汽车电缆具有许多优点，但其应用面临一些挑战和限制。例如，降解速度和有效性受环境条件影响，需要仔细评估和选择应用场景。同时，可降解保温材料的性能和稳定性需要不断改进和测试，以确保其可靠性和安全性。未来，随着技术的不断进步和环保意识的增强，可生物降解且环保的汽车电缆有望在汽车行业发挥更大的作用，带动整个行业朝着更加环保、可持续的方向发展。