Высоковольтный кабель ISO 19642, XLFE 200°C, 1500 V DC

Высоковольтный жгут электромобиля — единственное место в автомобиле, где 1 500 В DC и 150 мм² меди должны пятнадцать лет уживаться в радиусе изгиба, измеряемом сантиметрами, рядом с сильно нагревающейся батареей. ISO 19642 — стандарт, написанный именно для этого, а это наш кабель, изготовленный по нему.

Изоляция — радиационно-сшитый фторэластомер (XLFE). Сшивка электронным пучком, а не химическим способом, дает тонкую стенку, которая не плавится, не течет под давлением при 150 °C и не боится охлаждающей жидкости, масла и химических веществ возле батареи, разрушающих силикон и EPDM. Именно это обеспечивает температурный класс F (200 °C) — 3 000 часов старения при 200 °C без растрескивания и пробоя — при стенке настолько тонкой, что готовый кабель по-прежнему вписывается в уже спроектированную трассу.

Две конструкции охватывают весь жгут. ISO 19642-5 — одножильный неэкранированный кабель: от батареи к инвертору, от инвертора к двигателю, отводы от шин — везде, где вопрос EMC решается иначе. ISO 19642-9 — круглое исполнение в оболочке с экраном и покрытием оплетки не менее 85 % для участков, где сам жгут не должен создавать помех.

Сечения варьируются от 3.0 мм² до 150 мм², более крупные конструкции — до 250 мм² по запросу; номинальное напряжение — 1 000 V AC / 1 500 V DC. Доступны обе скрутки — ISO flexible и ISO standard, и этот выбор важнее, чем кажется, — см. вкладку «Технические характеристики».

Этот кабель стоит особняком среди остальной продукции нашего раздела высокотемпературный кабель : это автомобильный стандарт, а не стиль UL AWM; его задают номером части ISO, а не материалом. Если материал еще не выбран, в нашем обзоре по теме высокотемпературный провод сопоставлены фторполимеры, силиконы и сшитые полиолефины. Укажите номер части, поперечное сечение, наличие экрана или его отсутствие и самый крутой изгиб трассы.

Две конструкции используют одну и ту же систему изоляции. Различается все, что находится снаружи изоляции, и платить за это приходится диаметром, массой и радиусом изгиба.

ISO 19642-5 — неэкранированная одножильная конструкция

1. Проводник: медная жила без покрытия, тонкопроволочная, со скруткой ISO flexible или ISO standard
2. Изоляция: радиационно-сшитый фторэластомер (XLFE), тонкая стенка. Это и есть весь кабель.

ISO 19642-9 — круглый, обшитый и экранированный

1. Проводник: как выше.
2. Первичная изоляция: та же стенка XLFE.
3. Экран: оплетка из луженой меди с минимальным покрытием 85 %.
4. Оболочка: второй слой XLFE поверх оплетки, поэтому снаружи кабель ведет себя химически и термически так же, как внутри.

Почему радиационная сшивка, а не химически сшиваемый компаунд

Термопласт плавится, а химически сшиваемая резина вулканизируется в ванне или трубе, что ограничивает возможную тонкость и равномерность стенки. Электронно-лучевая сшивка выполняется после экструзии, на готовой стенке, поэтому стенку можно сначала экструдировать тонкой и точной, а затем сделать термореактивной. В результате получается именно то сочетание, которое нужно этому применению: стенка не течет под хомутом при 150 °C, не трескается при −40 °C, устойчива к прорезанию там, где жгут пересекает кронштейн, и при этом достаточно тонкая, чтобы жила 150 мм² имела готовый диаметр около 21 мм, а не 30.

По сравнению с двумя материалами, которые он обычно заменяет: он прочнее, чем силикон, который гибок, но легко рвется и прорезается и нуждается в оплетке, чтобы выдержать прокладку в жгуте; и он гораздо лучше выдерживает температуру, чем EPDM, который в лучшем случае является материалом на 150 °C. Он также стоек к УФ-излучению, что важно для участков под днищем и для зарядной инфраструктуры.

Экран — это сэндвич, а не запоздалая мысль.

Оплетка обходится примерно в 3 мм диаметра и треть дополнительной массы при сечении 35 мм² и увеличивает минимальный радиус изгиба примерно на четверть. Это реальная плата за компоновку, поэтому экранируйте только те участки, где это необходимо, а не весь жгут по умолчанию. Если корпуса батареи, инвертора и двигателя уже образуют непрерывную экранированную оболочку, неэкранированный кабель по части 5 внутри нее — более легкое, дешевое и простое в прокладке решение.

Скрутка: гибкая или стандартная

Стандарт ISO определяет оба варианта. Для одного сечения они электрически идентичны — одинаковое сопротивление жилы и почти одинаковый готовый диаметр, — но гибкая скрутка содержит гораздо больше и более тонких проволок и допускает значительно меньший радиус изгиба. Значения приведены на вкладке «Технические характеристики» и часто недооцениваются при выборе.

Это стандарт для дорожных транспортных средств, и кабель разрабатывался под единственную проблему, которая есть у высоковольтного жгута электромобиля и нет ни у одного другого жгута: очень большое сечение меди, очень высокое напряжение DC, горячая батарея и пространство для прокладки, заданное кузовом в белом задолго до того, как кто-либо выбрал кабель.

Где применяется

• От батареи к инвертору — самые большие поперечные сечения на транспортном средстве, и обычно самые плотные изгибы.
• Инвертор к тяговому двигателю — три фазы, высокий пульсирующий ток и проблема EMC, которая решает экранированный или неэкранированный.
• Внутри аккумуляторной батареи — межмодульные соединения, короткие выводы к контакторам и предохранителям, проводка сервисного разъединителя, где класс 200 °C относится к случаю неисправности, а не к рабочему циклу.
• От входа для зарядки DC к батарее — участок, который должен проводить полный зарядный ток при неподвижном автомобиле и без обдува.
• Стационарное хранение энергии — отводы от шин в стойках и контейнерах, подключения PCS и корпуса BESS, в которых применяют автомобильный стандарт, потому что он строже промышленного.
• Коммерческая и внедорожная электрификация - автобусы, грузовики, горнодобывающие и сельскохозяйственные машины, где вибрация и температура хуже, чем в автомобиле.
• Испытательные стенды и установки HIL — там, где кабели постоянно перекладывают и гибкая скрутка окупает себя.

Экранированные или неэкранированные: решение

Честное правило заключается в том, что экран нужен там, где экранирующий корпус прерывается. Выход инвертора, покидающий экранированный корпус и идущий к экранированному корпусу двигателя по открытому пространству, требует экранированного кабеля и оконцевания экрана по кругу 360° на обоих концах. Тот же проводник внутри единой герметичной батареи, где корпус уже непрерывен, в этом не нуждается — а его экранирование стоит диаметра и радиуса изгиба, которых у вас может не быть.

До составления спецификации нужно решить два вопроса: как оконцовывается экран (косичка сводит на нет большую часть пользы на значимых частотах) и какие помехи нормирует ваша цель по EMC — кондуктивные или излучаемые. Экран, выбранный без ответа на любой из этих вопросов, — это лишняя масса, купленная на веру.

Где спецификация обычно идет не так

• Радиус изгиба проверяется последним. Он определяется готовым диаметром и для экранированного кабеля 95 мм² составляет минимум 58 мм в статике. Если кронштейн допускает 40 мм, никакое натяжение этого не исправит — а переход на гибкую скрутку может помочь.
• 200 °C читается как рабочая температура. Класс F - это способность, подтвержденная испытаниями на 3 000 ч. Его выбирают ради аварийного режима, запаса на снижение допустимой нагрузки и пятнадцатилетнего срока службы, а не потому, что жгут работает при 200 °C.
• Указана неправильная часть ISO. Часть 5 и часть 9 — это разные документы для разных кабелей. Указание только «ISO 19642» почти ничего не говорит поставщику — см. вкладку «Стандарты».
• В запросе путают алюминий и медь. ISO относит их к разным частям. Если кто-то предлагает алюминий для снижения массы, это части 6 и 10, а не 5 и 9.
• Оконцевание считают чужой проблемой. Жила 150 мм² из 4 788 проволок требует процесса опрессовки, квалифицированного именно для нее. Сообщите нам, какой наконечник вы используете, и мы скажем, подходит ли к нему выбранная вами скрутка.

Чем не является этот кабель

• Это не стиль UL AWM. ISO 19642 — автомобильный стандарт. Если ваше оборудование сертифицируется по североамериканской схеме для бытовых приборов или промышленного оборудования, правильный документ — стиль AWM, например монтажный провод UL PFA , а не этот кабель.
• Не кабель для зарядки EV. Кабель от настенной зарядной станции до автомобиля подпадает под EN 50620 / IEC 62893 и требует совершенно другой конструкции.
• Не замена шине. При сечении свыше 250 мм² решением обычно служит ламинированная шина, а не еще больше меди в оболочке.
• Не для многократных динамических изгибов в качестве кабеля для кабельных цепей. Скрутка ISO flexible предназначена для прокладки и вибрации, а не для фестонного режима работы на миллион циклов.

Номинальные параметры

ISO 19642-5 без экрана — типовые размеры, скрутка ISO flexible

Промежуточные размеры — 4, 5, 8, 12, 20, 30, 40, 60 и 85 mm² — также являются стандартными и опускаются здесь только для того, чтобы таблица была читаемой. * 120 и 150 мм² не являются тонкостенными сечениями, определенными в ISO 19642; это специальная конструкция с теми же материалами и тем же режимом испытаний. Мы предпочитаем сказать об этом сразу, чем позволить вам обнаружить это на проверке проекта.

ISO 19642-9, экранированный — стоимость оплётки и оболочки

Сопротивление жилы от экранирования не меняется — берите его из таблицы выше. При сечении 35 мм² оплетка и оболочка добавляют 3.0 mm диаметра, 33 % веса и 9 mm радиуса изгиба. Заложите это до выпуска чертежей кронштейнов, а не после.

Класс скрутки: свободный радиус изгиба

Скрутка ISO flexible и ISO standard обеспечивают одинаковое сопротивление проводника и почти одинаковый готовый диаметр. Меняется лишь то, насколько плотно изгибается кабель:

Минимальный радиус изгиба меньше примерно на 40 % без изменения сечения, сопротивления или класса напряжения. Если трасса не проходит по компоновке, это первое, что стоит попробовать, — задолго до того, как кто-то предложит уменьшить сечение и смириться с падением напряжения. Обратная сторона: более тонкие проволоки дороже и требуют квалифицированного для них процесса опрессовки, поэтому одновременно подтвердите наконечник и инструмент.

Какая часть ISO 19642 является вашим кабелем?

«ISO 19642» само по себе не является спецификацией. Это семейство из десяти частей, и номер части сообщает поставщику класс напряжения, форму и металл жилы одним обозначением.

Две строки, выделенные жирным, — это то, что охватывает эта страница. Обратите внимание, что -5 и -9 — это не просто «неэкранированный и экранированный»: часть 9 охватывает круглые кабели в оболочке — экранированные или неэкранированные; именно оболочка в той же мере, что и оплетка, относит кабель к части 9. Если на чертеже указано «ISO 19642 screened», нужный вам номер части — -9.

Класс F - класс температуры, а не класс проводника.

Это вызывает настоящую путаницу, потому что два разных стандарта используют одну и ту же букву для разных вещей.

• В ISO 19642 / ISO 6722, буква класса означает температурный класс: A 85 °C, B 100, C 125, D 150, E 175, F 200, G 225, H 250 — каждый подтверждается 3 000 ч долгосрочного старения.
• В IEC 60228, классы 5 и 6 описывают гибкость жилы и ничего не говорят о температуре.

Таким образом, кабель может быть класса ISO F и при этом иметь относительно жёсткую жилу, тогда как жила класса 6 может находиться в изоляции 90 °C. При заказе укажите оба параметра: температурный класс ISO и требуемую скрутку. Запрос, в котором указано только «гибкий класс F», неоднозначен, а разница составляет 40 % радиуса изгиба.

Что на самом деле должен выдержать кабель по ISO 19642

Причина, по которой этот стандарт стоит процитировать, заключается в том, что квалификационный режим необычно специфичен. Итак, в классе 1 000/1 500 V:

Прочитайте вместе строки о давлении при высокой температуре и о циклическом воздействии влажности — и вы получите аргумент в пользу термореактивной стенки в одной строке: кабель сжимают хомутом в горячем состоянии, затем подвергают циклам с размахом температур 190 °C при высокой влажности, и он все равно должен выдерживать 3 кВ.

Об утверждении OEM

Производители автомобилей накладывают на ISO 19642 собственные спецификации материалов, и одобрение поставщика по одной из них принадлежит этому поставщику — для данного завода и данного компаунда. Мы не заявляем одобрения OEM, принадлежащие другой компании, и никто из тех, кто делает вам предложение, не должен этого делать. Если ваша программа требует определенной спецификации OEM, сообщите нам о ней при запросе, чтобы маршрут квалификации был согласован до изготовления оснастки, а не обнаружился на этапе PPAP.

Что нужно от вас для расчёта

• Часть ISO: -5 или -9, и с экраном или без него, если это часть 9
• Сечение, а также задано ли оно жестко или определяется требованиями по току и падению напряжения
• Скрутка: ISO flexible или ISO standard — либо сообщите самый тесный изгиб трассы и предоставьте выбор нам
• Требуемый температурный класс и чем он обусловлен — рабочим режимом или аварийным случаем
• Цвет (оранжевый — общепринятый для высокого напряжения, но решает чертеж), маркировка и вид поставки
• Оконцевание: номер наконечника или разъема и процесс опрессовки, который у вас уже квалифицирован
• Любая спецификация материала OEM, для которой строится программа

Сертификация TEBAOFLEX

Jiangsu TEBAOFLEX Special Cable Co., Ltd имеет сертификат UL UL-US-2449012-0 и сертификат cUL UL-CA-2437036-0, оба от 27 декабря 2024 года по отчёту E542560-20241225, а также сертификат VDE 40060055 от 28 марта 2025 года. Это сертификаты на уровне компании, и они отделены от квалификации по ISO 19642, которая представляет собой режим типовых испытаний на соответствие стандарту. Укажите часть, класс и сечение, которые вы планируете заказать, и мы подтвердим применимые к ним результаты испытаний до того, как вы примете решение.

Документация, предоставляемая с заказом

• Конструкторский чертеж с указанием жилы, скрутки, стенки, экрана и готовых размеров
• Отчёт о типовых испытаниях по согласованной части ISO 19642 и температурному классу
• Протоколы контрольных испытаний производственной партии, включая испытание выдерживаемым напряжением и испытание на искру
• Сертификат соответствия с указанием части ISO и класса
• Упаковочный лист с перечнем катушек (барабанов), маркировкой и длинами

В отношении объема конкретной части обращайтесь непосредственно к органу, выдающему документ, - ISO.