Da Ladekabel für Elektrofahrzeuge häufig unter anspruchsvollen Bedingungen im Freien eingesetzt werden, sind die Anforderungen an die Materialien sehr hoch.
Der Kabelmantel schützt die Isolierschicht vor Wasser, Luft und äußeren Beschädigungen. Gängige Mantelmaterialien sind TPE, TPU, XLPO, NBR+PVC und Neoprenkautschuk.
TPU (Thermoplastisches Polyurethan) hat sich aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften als bevorzugtes Material für Ladekabel von Elektrofahrzeugen etabliert.
Anforderungen an Ladekabel für Elektrofahrzeuge
1. Umgebungsbedingungen
Natürliche Umgebung
Ladekabel für Elektrofahrzeuge sind häufig Witterungseinflüssen ausgesetzt, wie z. B.:
- Sonnenlicht (UV-Strahlung)
- Luftfeuchtigkeit
- Regen und Schnee
- Minustemperaturen
Daher müssen Ladekabel folgende Eigenschaften aufweisen:
- UV-Beständigkeit
- Kältebeständigkeit
- Witterungsbeständigkeit
Diese Eigenschaften sind besonders wichtig in Regionen mit extremen Klimabedingungen.
Mechanische Belastung
Im täglichen Gebrauch werden Ladekabel häufig:
- gezogen
- verdreht
- gebogen
- gedehnt
Um Beschädigungen zu vermeiden, müssen die Kabel folgende Eigenschaften aufweisen:
- Hohe Flexibilität
- Gute Biegefestigkeit
- Hohe mechanische Belastbarkeit
Darüber hinaus können die Kabel sauren oder alkalischen Flüssigkeiten ausgesetzt sein, weshalb eine gute chemische Beständigkeit erforderlich ist.
2. Funktionale Anforderungen
Neben der Stromübertragung unterstützen Ladekabel für Elektrofahrzeuge auch Kommunikations- und Steuerungsfunktionen während des Ladevorgangs.
3. Sicherheitsanforderungen
Das Laden von Elektrofahrzeugen umfasst typischerweise:
- Hohe Ströme
- Häufige Nutzung
- Kurze Ladezyklen
Daher müssen Kabelmaterialien folgende Eigenschaften aufweisen:
- Ausgezeichnete elektrische Isolation
- Hohe Temperaturbeständigkeit
- Alterungsbeständigkeit
- Halogenfreie Flammschutzmittel
- Geringe Rauchentwicklung bei Verbrennung
Leistungsvergleich von Kabelmantelmaterialien
Der Kabelmantel ist die äußerste Schicht des Kabels und schützt die Isolierung vor Feuchtigkeit und mechanischen Beschädigungen. Daher müssen Mantelmaterialien strenge Leistungsstandards erfüllen.
TPU (Thermoplastisches Polyurethan-Elastomer) ist ein einzigartiges Elastomer mit:
- Breiter Härtebereich
- Hoher Elastizität und Zähigkeit auch bei höherer Härte
- Geringe Dichte (1,0–1,2 g/cm³), was eine effizientere Materialnutzung ermöglicht
Für Ladekabel von Elektrofahrzeugen wird häufig Polyether-basiertes TPU verwendet, da es eine bessere Hydrolysebeständigkeit, Festigkeit und Leistung bei niedrigen Temperaturen bietet.
Typischer Materialleistungsvergleich
| Eigenschaft |
Einheit |
XLPO |
TPE |
Polyether-TPU |
| Härte |
Shore A |
85 |
85 |
85 |
| Zugfestigkeit |
MPa |
10–20 |
10–20 |
25–50 |
| Dehnung |
% |
150–300 |
300–700 |
500–800 |
| Rückprallelastizität |
% |
10 |
30 |
40 |
| Dichte |
g/cm³ |
1.4 |
1.1 |
1.1 |
| Wärmebeständigkeit |
°C |
125 |
125 |
125 |
| Kältebeständigkeit |
°C |
-25 |
-40 |
-50 |
| Versprödungstemperatur |
°C |
-40 |
-60 |
-70 |
| Weiterreißfestigkeit |
kN/m |
30 |
30 |
80 |
| Abriebfestigkeit |
— |
Ausgezeichnet |
Gut |
Ausgezeichnet |
| Biegefestigkeit |
— |
Gut |
Gut |
Ausgezeichnet |
| Ölbeständigkeit |
— |
Ausgezeichnet |
Gut |
Ausgezeichnet |
| Wasserbeständigkeit |
— |
Ausgezeichnet |
Gut |
Ausgezeichnet |
| Halogenfreie Flammhemmung |
— |
Gut |
Gut |
Ausgezeichnet |
| Witterungsbeständigkeit |
— |
Gut |
Gut |
Ausgezeichnet |
Wichtigste Vorteile von TPU für die Ummantelung von Ladekabeln für Elektrofahrzeuge
Im Vergleich bietet Polyether-TPU deutliche Vorteile:
1. Hervorragende mechanische Festigkeit
TPU erreicht eine Zugfestigkeit von über 25 MPa und ist damit deutlich höher als andere Materialien.
Mit einer Dehnung von über 500 % bietet es eine ausgezeichnete Belastbarkeit, Stoßfestigkeit und Vibrationsdämpfung.
2. Hervorragende Tieftemperatureigenschaften
TPU ist bis zu −50 °C temperaturbeständig und eignet sich daher ideal für kalte Klimazonen und nördliche Regionen.
3. Außergewöhnliche Reißfestigkeit
Mit einer Reißfestigkeit von bis zu 80 kN/m verhindert TPU effektiv Risse in der Ummantelung.
4. Halogenfreier Flammschutz
TPU-Materialien sind halogenfrei und flammhemmend, wodurch die Umweltbelastung reduziert wird.
5. Hervorragende Haltbarkeit
Polyether-TPU bietet zudem hervorragende:
- Biegefestigkeit
- Abriebfestigkeit
- Ölbeständigkeit
- Hydrolysebeständigkeit
- Witterungsbeständigkeit
Fazit
Der Leistungsvergleich verschiedener Mantelmaterialien zeigt deutliche Vorteile von Polyether-TPU für Ladekabel von Elektrofahrzeugen.
Dank seiner ausgezeichneten mechanischen Festigkeit, Flexibilität, Witterungsbeständigkeit und Sicherheit hat sich TPU zu einem der zuverlässigsten Materialien für
moderne Ladekabel von Elektrofahrzeugen entwickelt.
