CN115424771A - 一种具有屏蔽结构的线缆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有屏蔽结构的线缆，包括至少一根导线，每一所述导线包括导体和所述导体外周套设的绝缘层，所述屏蔽结构套设至少所述导线，所述屏蔽结构外周设置有外护套，所述屏蔽结构包括至少一组屏蔽组合，所述屏蔽组合包括内导电层，外导电层和基质层，所述内导电层设置在所述基质层内表面，所述外导电层设置在所述基质层外表面。根据本公开的一种具有屏蔽结构的线缆，可以更好的减小外部电磁波对线缆内部的控制线或信号线的影响，以及，屏蔽掉该线缆在使用过程中，该线缆产生的电磁干扰，避免外部的控制装置受到电磁干扰的影响。

Description

一种具有屏蔽结构的线缆

技术领域

本发明涉及线缆技术领域，更具体地，涉及一种具有屏蔽结构的线缆。

背景技术

近年来，随着新能源汽车行业的迅猛发展，对屏蔽线缆的EMC(电磁兼容)要求不断提高，互连线缆是效率很高的电磁辐射发射天线，又是效率很高的电磁辐射敏感度接收天线。理论与工程实践表明，大部分系统不满足EMC(电磁兼容)辐射测试试验标准或者对周围的机电设备产生辐射电磁干扰，均可归因于线缆产生的电磁辐射所致。因此如何针对线缆进行有效的电磁屏蔽是当下需要急切解决的问题。当前屏蔽主要采用单层或多层金属编制网进行屏蔽，但此屏蔽效应有以下不足：一方面屏蔽效应有一定局限性，难以满足Tempest等高电磁屏蔽效能要求，另一方面难以实现宽频屏蔽，此结构只能在某些频段内有较好的屏蔽效能，同时难以实现综合电磁屏蔽，各种类型的电磁波在同一环境中可能同时存在。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种具有屏蔽结构的线缆的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种具有屏蔽结构的线缆，包括至少一根导线，每一所述导线包括导体和所述导体外周套设的绝缘层，所述屏蔽结构套设所述导线，所述屏蔽结构外周设置有外护套，所述屏蔽结构包括至少一组屏蔽组合，所述屏蔽组合包括内导电层，外导电层和基质层，所述内导电层设置在所述基质层内表面，所述外导电层设置在所述基质层外表面。

可选地，所述屏蔽结构具有两组所述屏蔽组合时，两所述屏蔽组合之间设置金属箔片且两所述屏蔽组合同轴设置。

可选地，所述内导电层的厚度0.03mm～1mm，所述基质层的厚度为0.2mm～1.4mm，所述外导电层的厚度0.1mm～0.7mm。

可选地，靠近所述导线的所述屏蔽组合厚度小于远离所述导线的所述屏蔽组合的厚度。

可选地，所述金属箔片的厚度为0.06mm～1mm。

可选地，所述金属箔片以螺旋缠绕方式设置。

可选地，所述内导电层与所述外导电层的材质均为导电涂料；所述导电涂料包含合成树脂，导电填料，溶剂和添加剂；所述导电填料的材质含有金、银、铜、镍、钛、锡、铝、镉、锆、铬、钴、锰、锌、磷、碲、铍、锡铅合金、银锑合金、钯、钯镍合金、石墨银、石墨烯银或银金锆合金中的一种或几种；所述添加剂为硅烷偶联剂或者钛酸酯偶联剂。

可选地，所述基质层的材质含有塑料、泡沫聚苯乙烯、聚四氟乙烯树脂,无定形氟聚物，氟化乙烯丙烯树脂，氟聚物泡沫树脂，氟聚物树脂,全氟烷氧基树脂或者Al/Cu-Zn碳纤维。

可选地，所述线缆还具有内护套，所述内护套套设在所述外护套内周，所述内护套和所述外护套之间设置所述屏蔽结构。

可选地，每一所述导线外周套设一所述屏蔽结构，和/或，所述内护套内周套设一组所述屏蔽结构。

根据本公开的一种具有屏蔽结构的线缆，具有如下技术效果：

通过将电磁屏蔽涂料与塑料复合形成屏蔽组合，以及在两组该屏蔽组合之间设置金属箔片，由于电磁波在低频段以反射衰减为主要衰减方式，所以金属箔片和导电涂料均能有效的使得电磁波在屏蔽结构中产生反射降低低频段的电磁辐射；

而高频段电磁辐射主要以吸收方式为衰减主要方式，所以在高频道电磁辐射可以通过控制导电涂料成分，使得导电涂料吸收高频段电磁波，以此屏蔽掉高频段电磁辐射，从而可以根据使用特征场景的频段来设计合理的屏蔽组合，达到减少电磁辐射干扰的影响。

本发明中一种具有屏蔽结构的线缆，可以更好的减小外部电磁波对线缆内部的控制线或信号线的影响，以及，屏蔽掉该线缆在使用过程中，该线缆产生的电磁干扰，避免外部的控制装置受到电磁干扰的影响。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明中优选实施例的具有屏蔽结构的线缆的结构示意图；

图2和图3为本发明中屏蔽结构的结构示意图；

图4为本发明中第二实施例的具有屏蔽结构的线缆的结构示意图；

图5为本发明中第三实施例的具有屏蔽结构的线缆的结构示意图；

图6为本发明中第四实施例的具有屏蔽结构的线缆的结构示意图；

图7为本发明中第五实施例的具有屏蔽结构的线缆的结构示意图；

图中标示如下：

1-导线；2-屏蔽结构；21-内导电层；22-基质层；23-外导电层；24-金属箔片；3-外护套；4-内护套；5-控制线；6-填充线。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

根据本公开一种具有屏蔽结构的线缆，如图4至图7所示，包括至少一根导线1，每一所述导线1包括导体和所述导体外周套设的绝缘层(图中将导线作为整体示出，未分别示出导体和绝缘层)，所述屏蔽结构2套设所述导线1，所述屏蔽结构2外周设置有外护套3，所述屏蔽结构2包括至少一组屏蔽组合，所述屏蔽组合包括内导电层21，外导电层23和基质层22，所述内导电层21设置在所述基质层22内表面，所述外导电层23设置在所述基质层22外表面。

具体实施时，如图1和图6所示，通过将导电涂料(即:电磁屏蔽涂料)与塑料复合形成屏蔽组合，由于电磁波在低频段以反射衰减为主要衰减方式，所以导电涂料能有效的使得电磁波在屏蔽结构2中产生反射降低低频段的电磁辐射。

另外，本发明的附图中的，导线1包括导体和所述导体外周套设的绝缘层，图中未区别示出导体和绝缘层。

根据本公开一种具有屏蔽结构的线缆的一实施例中，如图5和图7所示，所述屏蔽结构2具有两组所述屏蔽组合时，两所述屏蔽组合之间设置金属箔片24且两所述屏蔽组合同轴设置。

通过将电磁屏蔽涂料与塑料复合形成屏蔽组合，以及在两组该屏蔽组合之间设置金属箔片24，由于电磁波在低频段以反射衰减为主要衰减方式，所以金属箔片24和导电涂料均能有效的使得电磁波在屏蔽结构2中产生反射降低低频段的电磁辐射；而高频段电磁辐射主要以吸收方式为衰减主要方式，所以在高频道电磁辐射可以通过控制导电涂料成分，使得导电涂料吸收高频段电磁波，以此屏蔽掉高频段电磁辐射，从而可以根据使用特征场景的频段来设计合理的屏蔽组合，达到减少电磁辐射干扰的影响。

本发明中一种具有屏蔽结构的线缆，可以更好的减小外部电磁波对线缆内部的控制线5或信号线的影响，以及，屏蔽掉该线缆在使用过程中产生的电磁干扰，避免影响外部的控制装置。

如图7所示，一种具有屏蔽结构的线缆的内部可以包括多线导线，控制线5和填充绳6，充分利用线缆内部空间，增加线缆的功能。另外，也可以在线缆内部增设液冷管，以增大导线的载流能力。

电磁波是物质的一种形态，电磁传递过程无需借助其它物质来传递，电磁波本身就是物质承担者，其能量

动量密度

由于金属箔片(铝箔)表面存在天然氧化膜，其电容量可表示为

其中d为电极间距(氧化膜厚度)，在介电常数不变的情况下，减少氧化膜厚度(d减少)，相比单纯用金属箔片进行屏蔽，电容会增大，导电性增强，屏蔽效果增大。当电磁波与导电材料相遇，由于导电材料中的波阻抗与空气介质不同会使部分电磁波被反射，动量密度发生改变。

进一步的，所述内导电层21的厚度0.03mm～1mm，所述基质层22的厚度为0.2mm～1.4mm，所述外导电层23的厚度0.1mm～0.7mm。

具体实施时，内导电层21与外导电层23为导电涂料，以及基质层22为塑料的情况下，测试出的内导电层21厚度，基质层22的厚度以及外导电层23的厚度的范围，线缆弯折次数超过5000次为合格值。

内导电层21的厚度小于0.03mm时，在线缆弯折次数5000次以内，内导电层21中就会出现断路，导致不能将电磁辐射产生的感应电流及时导出，使得内导电层21失去屏蔽效能；

内导电层21的厚度大于1mm时，在线缆弯折次数5000次以内，内导电层21就会与作为基质层22的塑料分离，所以，发明人选择的内导电层21的厚度为0.03mm～1mm。

基质层22的厚度在小于0.2mm时，在将线缆的折弯半径为线缆直径的5倍时，基质层22容易断裂；而在基质层22的厚度大于1.4mm时，线缆的最小折弯半径无法达到线缆直径的5倍，所以，发明人选择的基质层22的厚度为0.2mm～1.4mm。

外导电层23的厚度小于0.1mm时，在线缆弯折次数5000次以内，外导电层23中就会出现断路，导致不能将电磁辐射产生的感应电流及时导出，使得外导电层23失去屏蔽效能；

外导电层23的厚度大于0.7mm时，在线缆弯折次数5000次以内，外导电层23就会与作为基质层22的塑料分离，所以，发明人选择的外导电层21的厚度为0.1mm～0.7mm。

具体实施时，靠近所述导线1的的所述屏蔽组合中，所述内导电层21的厚度0.03mm～1mm，所述基质层22的厚度为0.2mm～0.7mm，所述外导电层23的厚度0.1mm～0.5mm；

远离所述导线1的所述屏蔽组合中，所述内导电层21的厚度0.2mm～0.5mm，所述基质层22的厚度为0.7mm～1.4mm，所述外导电层23的厚度0.5mm～0.7mm。

进一步的，靠近所述导线1的所述屏蔽组合厚度小于远离所述导线1的所述屏蔽组合的厚度。在线缆外侧受到冲击时，由于靠近所述导线1的屏蔽组合厚度小于远离所述导线1的屏蔽组合的厚度，靠近所述导线1的所述屏蔽组合与远离所述导线1的所述屏蔽组合的结构变形弯曲，将此处的靠近所述导线1的所述屏蔽组合厚度小于远离所述导线1的所述屏蔽组合的厚度称为不对称结构，此种不对称结构刚度大，抵抗变形能力强，不对称结构可以降低屏蔽组合受力产生的拉伸扭转变形，增大材料使用寿命。

我方发明人选择靠近所述导线1的所述屏蔽组合厚度与远离所述导线1的所述屏蔽组合的厚度的比值为1:3～1:7。

进一步的，所述金属箔片24的厚度为0.06mm～1mm。

具体实施时，通过将金属箔片24的厚度设置在0.06mm～1mm，在金属箔片24的厚度小于0.06mm的情况下，在将线缆的折弯半径折弯到线缆直径的五倍时，金属箔片24损坏；而在金属箔片24的厚度大于1mm的情况下，线缆的折弯半径无法降低到线缆直径的五倍，所以发明人优选金属箔片24的厚度为0.06mm～1mm。

进一步的，所述金属箔片24以螺旋缠绕方式设置。

具体实施时，金属箔片24以螺旋缠绕的方式，设置在两层屏蔽组合之间，可反射掉低频段电磁波，降低线缆在使用过程中对外界的电磁辐射。

根据本公开一种具有屏蔽结构的线缆的一实施例中，所述内导电层21与所述外导电层23的材质均为导电涂料；所述导电涂料包含合成树脂，导电填料，溶剂和添加剂；所述导电填料的材质含有金、银、铜、镍、钛、锡、铝、镉、锆、铬、钴、锰、锌、磷、碲、铍、锡铅合金、银锑合金、钯、钯镍合金、石墨银、石墨烯银或银金锆合金中一种或几种；所述添加剂为硅烷偶联剂或者钛酸酯偶联剂。

在一些实施例中，所述内导电层21与所述外导电层23的材质均为导电涂料、所述导电涂料为包含导电填料的涂料，所述导电填料的材质为金、银、铜、镍、钛、锡、铝、镉、锆、铬、钴、锰、锌、磷、碲、铍、锡铅合金、银锑合金、钯、钯镍合金、石墨银、石墨烯银或银金锆合金中一种或几种；导电涂料是一种在化学溶剂中掺入导电填料，并能喷涂于非金属材料上，对电磁波进行屏蔽的功能性涂料。具有室温固化、附着力强的优点，含有导电填料的涂料具有导电性能，即具有屏蔽功能，最大优点是成本低，简单实用且适用面广，使用最多的是银系导电涂料，也是开发最早的品种之一。其中，混合导体是指离子导电和电子导电同时存在的一类导体。又叫混合离子-电子导体，是介于离子导体和电子导体之间的一类固体材料，它同时兼有离子导电性和电子导电性。有实用价值的混合导体的离子电导率和电子电导率都相当高。

根据本公开一种具有屏蔽结构的线缆的一实施例中，所述基质层22的材质含有塑料、泡沫聚苯乙烯、聚四氟乙烯树脂,无定形氟聚物，氟化乙烯丙烯树脂，氟聚物泡沫树脂，氟聚物树脂,全氟烷氧基树脂或者Al/Cu-Zn碳纤维。相比于金属丝编织形成的屏蔽组合，具有重量轻，成本低的特点。

根据本公开一种具有屏蔽结构的线缆的一实施例中，如图4所示，所述线缆还具有内护套4，所述内护套4套设在所述外护套4内周，所述内护套4和所述外护套3之间设置所述屏蔽结构2。

具体实施时，通过在外护套3与导线1之间设置内护套4，可增强线缆的强度，延长线缆的使用寿命；同时，通过将屏蔽结构2设置在内护套3和外护套4之间，也可增加屏蔽结构2的稳定性，降低外界的电磁辐射对线缆内部设置的控制系统的干扰，以及，最大限度的降低线缆在使用过程中产生的电磁辐射对线缆以外的控制系统的干扰。

进一步的，如图4所示，每一所述导线1外周套设一所述屏蔽结构2，和/或，所述内护套4内周套设一组所述屏蔽结构2。

具体实施时，通过设置多组屏蔽结构2，可最大限度的降低外界的电磁辐射对线缆内部设置的控制系统的干扰，以及，最大限度的降低线缆在使用过程中产生的电磁辐射对线缆以外的控制系统的干扰。图4中的三组屏蔽组合可以任意替换图2或者图3中的屏蔽结构2。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种具有屏蔽结构的线缆，其特征在于，包括至少一根导线，每一所述导线包括导体和所述导体外周套设的绝缘层，所述屏蔽结构套设所述导线，所述屏蔽结构外周设置有外护套，所述屏蔽结构包括至少一组屏蔽组合，所述屏蔽组合包括内导电层，外导电层和基质层，所述内导电层设置在所述基质层内表面，所述外导电层设置在所述基质层外表面。

2.根据权利要求1所述的具有屏蔽结构的线缆，其特征在于，所述屏蔽结构具有两组所述屏蔽组合时，两所述屏蔽组合之间设置金属箔片且两所述屏蔽组合同轴设置。

3.根据权利要求2所述的具有屏蔽结构的线缆，其特征在于，所述内导电层的厚度0.03mm～1mm，所述基质层的厚度为0.2mm～1.4mm，所述外导电层的厚度0.1mm～0.7mm。

4.根据权利要求2所述的具有屏蔽结构的线缆，其特征在于，靠近所述导线的所述屏蔽组合厚度小于远离所述导线的所述屏蔽组合的厚度。

5.根据权利要求2所述的具有屏蔽结构的线缆，其特征在于，所述金属箔片的厚度为0.06mm～1mm。

6.根据权利要求2所述的具有屏蔽结构的线缆，其特征在于，所述金属箔片以螺旋缠绕方式设置。

7.根据权利要求1所述的具有屏蔽结构的线缆，其特征在于，所述内导电层与所述外导电层的材质均为导电涂料；所述导电涂料包含合成树脂，导电填料，溶剂和添加剂；所述导电填料的材质含有金、银、铜、镍、钛、锡、铝、镉、锆、铬、钴、锰、锌、磷、碲、铍、锡铅合金、银锑合金、钯、钯镍合金、石墨银、石墨烯银或银金锆合金中的一种或几种；所述添加剂为硅烷偶联剂或者钛酸酯偶联剂。

8.根据权利要求1所述的具有屏蔽结构的线缆，其特征在于，所述基质层的材质含有塑料、泡沫聚苯乙烯、聚四氟乙烯树脂,无定形氟聚物，氟化乙烯丙烯树脂，氟聚物泡沫树脂，氟聚物树脂,全氟烷氧基树脂或者Al/Cu-Zn碳纤维。

9.根据权利要求1所述的具有屏蔽结构的线缆，其特征在于，所述线缆还具有内护套，所述内护套套设在所述外护套内周，所述内护套和所述外护套之间设置所述屏蔽结构。

10.根据权利要求9所述的具有屏蔽结构的线缆，其特征在于，每一所述导线外周套设一所述屏蔽结构，和/或，所述内护套内周套设一组所述屏蔽结构。

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