Dado que los cables de carga para vehículos eléctricos se utilizan a menudo en entornos exteriores exigentes, los requisitos de los materiales son muy estrictos.
La cubierta del cable (cubierta exterior) protege la capa aislante del agua, el aire y los daños externos. Los materiales de cubierta más comunes incluyen TPE, TPU, XLPO, NBR+PVC y caucho de neopreno.
Entre ellos, el TPU (poliuretano termoplástico) se ha convertido en el material predilecto para los cables de carga para vehículos eléctricos debido a su excelente rendimiento.
Requisitos para cables de carga para vehículos eléctricos
1. Requisitos ambientales
Entorno natural
Los cables de carga para vehículos eléctricos suelen estar expuestos a condiciones exteriores como:
- Luz solar (radiación UV)
- Humedad
- Lluvia y nieve
- Temperaturas gélidas
Por lo tanto, los cables de carga deben ofrecer:
- Resistencia a los rayos UV
- Resistencia a bajas temperaturas
- Resistencia a la intemperie
Estas características son especialmente importantes en regiones con climas severos.
Entorno mecánico
Durante el uso diario, los cables de carga se ven frecuentemente:
- Arrastrados
- Torcidos
- Doblados
- Estirados
Para evitar daños, los cables deben ofrecer:
- Alta flexibilidad
- Buena resistencia a la flexión
- Gran durabilidad mecánica
Además, los cables pueden estar expuestos a líquidos ácidos o alcalinos, lo que requiere una buena resistencia química.
2. Requisitos Funcionales
Además de la transmisión de energía, los cables de carga para vehículos eléctricos también admiten funciones de comunicación y control durante el proceso de carga.
3. Requisitos de Seguridad
La carga de vehículos eléctricos suele implicar:
- Alta corriente
- Uso frecuente
- Ciclos de carga cortos
Por lo tanto, los materiales del cable deben proporcionar:
- Excelente aislamiento eléctrico
- Resistencia a altas temperaturas
- Resistencia al envejecimiento
- Retardante de llama sin halógenos
- Baja densidad de humo durante la combustión
Comparación del rendimiento de los materiales de revestimiento de cables
El revestimiento del cable es la capa más externa del cable y protege el aislamiento de la humedad y los daños mecánicos. Por ello, los materiales de revestimiento deben cumplir estrictos estándares de rendimiento.
El TPU (elastómero de poliuretano termoplástico) es un elastómero único con:
- Amplio rango de dureza
- Alta elasticidad y tenacidad incluso con durezas más altas
- Baja densidad (1,0–1,2 g/cm³), lo que permite un uso más eficiente del material
Para cables de carga de vehículos eléctricos, se suele utilizar TPU a base de poliéter, ya que ofrece mayor resistencia a la hidrólisis, mayor resistencia y mejor rendimiento a bajas temperaturas.
Comparación típica del rendimiento del material
| Propiedad |
Unidad |
XLPO |
TPE |
TPU de poliéter |
| Dureza |
Shore A |
85 |
85 |
85 |
| Resistencia a la tracción |
MPa |
10–20 |
10–20 |
25–50 |
| Elongación |
% |
150–300 |
300–700 |
500–800 |
| Resiliencia |
% |
10 |
30 |
40 |
| Densidad |
g/cm³ |
1.4 |
1.1 |
1.1 |
| Resistencia al calor |
°C |
125 |
125 |
125 |
| Resistencia a bajas temperaturas |
°C |
-25 |
-40 |
-50 |
| Temperatura de fragilidad |
°C |
-40 |
-60 |
-70 |
| Resistencia al desgarro |
kN/m |
30 |
30 |
80 |
| Resistencia a la abrasión |
— |
Excelente |
Buena |
Excelente |
| Resistencia a la flexión |
— |
Buena |
Buena |
Excelente |
| Resistencia al aceite |
— |
Excelente |
Buena |
Excelente |
| Resistencia al agua |
— |
Excelente |
Buena |
Excelente |
| Retardante de llama sin halógenos |
— |
Buena |
Buena |
Excelente |
| Resistencia a la intemperie |
— |
Buena |
Buena |
Excelente |
Ventajas clave del TPU para las cubiertas de cables de carga de vehículos eléctricos
Según la comparación anterior, el poliéter TPU ofrece ventajas significativas:
1. Resistencia mecánica superior
El TPU ofrece una resistencia a la tracción superior a 25 MPa, muy superior a la de otros materiales.
Con una elongación superior al 500 %, ofrece una excelente capacidad de carga, resistencia al impacto y absorción de vibraciones.
2. Excelente rendimiento a bajas temperaturas
El TPU puede soportar temperaturas de hasta -50 °C, lo que lo hace adecuado para climas fríos y regiones septentrionales.
3. Excelente resistencia al desgarro
Con una resistencia al desgarro de hasta 80 kN/m, el TPU previene eficazmente el agrietamiento de la cubierta.
4. Retardante de llama sin halógenos
Los materiales de TPU pueden lograr un retardante de llama sin halógenos, lo que reduce el impacto ambiental.
5. Excelente durabilidad
El poliéter TPU también ofrece excelentes características:
- Resistencia a la flexión
- Resistencia a la abrasión
- Resistencia al aceite
- Resistencia a la hidrólisis
- Resistencia a la intemperie
Conclusión
Según la comparación del rendimiento de diferentes materiales de revestimiento, el poliéter TPU presenta claras ventajas para las aplicaciones de cables de carga para vehículos eléctricos.
