2023電動汽車充電電纜抗熱老化性能檢測方法熱重分析法

電動汽車充電電纜抗熱老化性能檢測方法熱重分析法目 次前言 II范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語和定義 1代號表示方法 2試驗方法 2試驗報告 4附錄A 5IPAGEPAGE1PAGEPAGE2電動汽車充電電纜抗熱老化性能檢測方法熱重分析法范圍本文件適用于電動汽車傳導(dǎo)充電連接裝置用額定電壓交流450/750V及以下、直流1.0kV及以下充電用電纜。規(guī)范性引用文件（包括所有的修改單適用于本文件。GB/T2900.10-2013 電工術(shù)語 電纜GB/T2951.11-2008電纜和光纜絕緣和護(hù)套材料通用試驗方法第11部分：通用試驗方法——厚度和外形尺寸測量——機械性能試驗（IEC60811-1-1:2001，IDT）GB/T2951.12-2008電纜和光纜絕緣和護(hù)套材料通用試驗方法第12部分：通用試驗方法——熱老化試驗方法（IEC60811-1-2:1985，IDT）GB/T2951.32-2008電纜和光纜絕緣和護(hù)套材料通用試驗方法第32部分：聚氯乙烯混合料專用試驗方法——失重試驗——熱穩(wěn)定性試驗（IEC60811-3-2:1985，IDT）GB/T2951.41-2008電纜和光纜絕緣和護(hù)套材料通用試驗方法第41部分：聚乙烯和聚丙烯混合料專用試驗方法——耐環(huán)境應(yīng)力開裂試驗——熔體指數(shù)測量方法——直接燃燒法測量聚乙烯中碳黑和（或）礦物質(zhì)填料含量——熱重分析法（TGA）測量碳黑含量——顯微鏡法評估聚乙烯中碳黑分散度（IEC60811-4-1:2004，IDT）GB/T18487.1-2015電動汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng)第1部分：通用要求GB/T19596-2017 電動汽車術(shù)語GB/T27761-2011熱重分析儀失重和剩余量的試驗方法GB/T33594-2017 電動汽車充電用電纜術(shù)語和定義GB/T19596-2017GB/T2900.10-2013熱老化thermalaging由熱引起的聚合物老化現(xiàn)象。熱重分析試驗thermogravimetricanalysis在程序控溫和一定氣氛下，測量試樣的質(zhì)量與溫度或時間關(guān)系的技術(shù)。熱重曲線（TG曲線）thermogravimetriccurve（TGcurve）由熱重法測得的數(shù)據(jù)以質(zhì)量（或質(zhì)量分?jǐn)?shù)）隨溫度或時間變化的形式表示的曲線。曲線或質(zhì)量分?jǐn)?shù)t，自左向右表示溫度升高或時間增長。失重平臺masslossplateau熱重曲線上質(zhì)量相對穩(wěn)定的區(qū)域（即質(zhì)量對時間的一階導(dǎo)數(shù)最小極值處）。代號表示方法絕緣材料代號S 連續(xù)工作溫度70℃熱塑性彈性體S90 連續(xù)工作溫度90℃熱塑性彈性體E 連續(xù)工作溫度90℃的乙丙橡膠或類似的合成橡膠EY 硬乙丙橡膠或類似的無鹵合成材料YJ 無鹵交聯(lián)聚烯烴或類似材料G 硅橡膠護(hù)套（內(nèi)護(hù)層）材料代號S連續(xù)工作溫度70℃熱塑性彈性體（TPE）S90連續(xù)工作溫度90℃熱塑性彈性體（TPE）F熱固性彈性體合成材料U聚氨酯彈性體材料G硅橡膠試驗方法試驗條件在熱重分析儀中加入已稱重的空氣老化前后的試樣，從室溫開始加熱到900℃，升溫速率為10K/min，并用純度不小于99.9%的干燥氮氣吹洗試樣，載氣流速為20mL/min。試劑與材料——失重試樣?！兌取?9.9%的干燥氮氣?！沾邵釄寤蛘逜l2O3坩堝。試驗設(shè)備——熱重分析儀（TGA）；精度≥0.01g；——熱老化試驗箱（0~300℃）。注：空氣進(jìn)入熱老化試驗箱的方式應(yīng)使空氣流過試件表面，然后從熱老化試驗箱頂部附近排出。在規(guī)定的老化溫度下，熱老化試驗箱內(nèi)全部空氣更換次數(shù)每小時應(yīng)不少于8次，也不多于20次。除在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中另有規(guī)定外，橡皮材料老化試驗時允許使用帶有旋轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機的熱老化試驗箱。對于其他材料，熱老化試驗箱不允許帶有鼓風(fēng)機。有疑問時，橡皮材料也應(yīng)在鼓風(fēng)機不工作的狀態(tài)下進(jìn)行試驗。試驗預(yù)處理電纜絕緣材料和護(hù)套材料的老化應(yīng)在環(huán)境空氣組分和壓力的大氣中進(jìn)行。按GB/T2951.12-2008第9章規(guī)定準(zhǔn)備的試樣應(yīng)垂直懸掛在熱老化試驗箱的中部，每一試件與其他任何試件之間的間距至少為20mm。GB/T33594-20171絕緣老化預(yù)處理條件絕緣材料SS90EEYYJG偏差±2（）100135135135130200持續(xù)時間（h）1681681681681682402護(hù)套老化預(yù)處理條件護(hù)套材料SS90FUG溫度（偏差±2℃）（℃）100135100110200持續(xù)時間（h）168168168168240組分明顯不同的材料不應(yīng)同時在同一熱老化試驗箱中進(jìn)行試驗。老化試驗結(jié)束后，應(yīng)從烘箱中取出試件，并在環(huán)境溫度下放置至少16h，避免陽光直接照射。熱重試驗試驗參數(shù)設(shè)置起始溫度：室溫；加熱速率：10K/min；終止溫度：900℃；稱重試樣：10mg~15mg；吹洗氣體：純度≥99.9%的氮氣。操作開始加熱前用純度≥99.9%5.4M05.5.1T1，T2M1M2。試驗結(jié)果評定低，說明起始分解溫度低，材料抗老化性能較差。空氣老化前后，若失重起始溫度降低，殘余質(zhì)量減少，說明老化后的熱穩(wěn)定性下降。試驗報告a)本部分的編號；b)樣品的說明；cde)所用儀器型號；試驗結(jié)果；本部分或引用標(biāo)準(zhǔn)中未包括的任何自選操作；h)試驗日期。附錄A(資料性附錄)常用三種充電電纜護(hù)套材料熱失重試驗數(shù)據(jù)對比不同材料的充電電纜外護(hù)套試樣的熱失重曲線如下圖A.1所示。從測試曲線可以看出，硅橡膠開始失重時的溫度為397℃，TPU開始失重的溫度為282℃，TPE開始失重的溫度為206℃。起始分解溫度低，表明材料抗氧化性能較差，易出現(xiàn)氧化降解，同時表明硅橡膠的TPU＜TPE，測試結(jié)束之后，硅橡膠的殘余質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，TPU和TPE的殘余質(zhì)量分?jǐn)?shù)幾乎可以忽略不計。由硅橡SiTPE和TPU的主要成分均為高分子有機圖A.1三種電纜外護(hù)套的失重曲線經(jīng)空氣老化后的護(hù)套熱失重曲線與未老化之前的熱失重曲線對比如下圖A.2。圖A.2空氣老化前后護(hù)套材料的熱失重曲線圖1-空氣老化前2-空氣老化后表A.1空氣老化處理前后三種材料的失重起始溫度始失重溫度T1、終止失重溫度T2和失重比例材料T1（℃）（℃）失重比例TPU預(yù)處理前28250790預(yù)處理后25249894%TPE預(yù)處理前20648399預(yù)處理后17447899%硅橡膠預(yù)處理前39767068預(yù)處理后30757073%由