Diseño estructural de cables de alta tensión para vehículos eléctricos

Los productos estándar y los requisitos muy específicos son difíciles de definir. El objetivo de este documento es abordar ideas básicas de diseño para superar los retos descritos aplicando principios avanzados de construcción de cables de alta tensión.

1. Diseño del conductor La flexibilidad de los cables de alta tensión viene determinada principalmente por el diseño del conductor. Por este motivo, los cables de alta tensión utilizan conductores especiales con un gran número de monofilamentos de diámetros muy pequeños. Un cierto número de monofilamentos se trenzan primero y luego se vuelven a trenzan concéntricamente para formar el conductor flexible que requieren los cables de alta tensión. Otra ventaja del gran número de filamentos es una mayor resistencia a la flexión. El paso más corto de los filamentos también mejora la vida útil de flexión de los cables de alta tensión. 2. Materiales de aislamiento Los materiales de aislamiento se seleccionan principalmente por sus requisitos de resistencia térmica y resistencia mecánica. En comparación con los cables de batería estándar, es razonable elegir materiales más blandos para que los conductores trenzados especialmente diseñados permanezcan flexibles.3. Cables formadosCuando se requieren múltiples núcleos, normalmente se trenzan los núcleos. Para compensar la deformación causada por el trenzado de los núcleos de los cables de alta tensión, se necesitan equipos especiales para el denominado destorcido. En este proceso, las máquinas de trenzado especiales están equipadas con un disco de salida que gira en sentido contrario al de trenzado. Esto es necesario para evitar la deformación de la tensión del cable. Dependiendo de la construcción del cable, el relleno suele utilizarse para garantizar un alto grado de concentricidad del cable apantallado y, en última instancia, para obtener un cable de alta tensión satisfactorio. El uso de cinta envolvente en el núcleo trenzado mantiene la flexibilidad del cable.4. Apantallamiento Debido a los requisitos de EMC (Compatibilidad Electromagnética), los apantallamientos trenzados se forman utilizando múltiples hilos de cobre. El alambre de cobre estañado lo hace más resistente a efectos ambientales como la oxidación. El uso de hilos de cobre finos mantiene la flexibilidad del diseño El apantallamiento debe tener una cobertura superior al 90% para superar los problemas de EMI descritos anteriormente. Se requieren diferentes efectos de apantallamiento; el apantallamiento trenzado puede combinarse con otros apantallamientos, como una película de aluminio compuesto que cumpla las normas. Se puede envolver una tela no tejida alrededor del exterior del apantallamiento para garantizar que la vaina se pueda despegar fácilmente durante el montaje. 5. Al igual que con el aislamiento del núcleo, el material de la vaina se selecciona en función de los requisitos térmicos y mecánicos. Las propiedades ambientales, como la resistencia a los líquidos y a la abrasión, también son especialmente importantes para la cubierta debido al contacto directo. Estas propiedades dependen principalmente del tipo de material de cubierta seleccionado y, en cierta medida, del diseño de la construcción de la cubierta. Si los requisitos especiales, como superar la abrasión del entorno del vehículo en el que se instala, requieren una mayor resistencia a la abrasión, habrá que tenerlo en cuenta a la hora de seleccionar el material. A menudo se utilizan equipos de ensayo para simular las condiciones reales y verificar estas propiedades.

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