Dây điện cho xe điện, ô tô và xe máy: yêu cầu nhiệt độ, chống dầu, ruột mềm, dây AVS/AVSS/CAVS và chống nhiễu

Vì sao dây điện xe cộ khác dây điện công trình?

Dây điện trong công trình được lắp cố định, nằm trong môi trường tương đối ổn định. Ngược lại, dây điện trên ô tô, xe máy và xe điện phải làm việc trong điều kiện khắc nghiệt hơn nhiều: nhiệt độ khoang máy cao, rung động liên tục, tiếp xúc dầu động cơ, nhiên liệu, dầu phanh, dung dịch làm mát, nước rửa xe, bụi bẩn và hơi muối. Đồng thời, nhà sản xuất xe luôn muốn giảm khối lượng và kích thước bó dây để tiết kiệm không gian và năng lượng. Vì vậy dây điện xe cộ có hệ tiêu chuẩn riêng, với yêu cầu chặt chẽ về vật liệu, kết cấu ruột và chiều dày cách điện.

Các tiêu chuẩn thường gặp

• ISO 6722-1: dây một lõi cho phương tiện giao thông đường bộ ở điện áp 60 V và 600 V, quy định phương pháp thử và yêu cầu về kích thước, điện, cơ, nhiệt và độ bền hóa chất. Tiêu chuẩn phân cấp nhiệt độ theo các lớp từ A (85 °C), B (100 °C), C (125 °C), D (150 °C) đến các lớp cao hơn.
• JASO D611: tiêu chuẩn Nhật Bản cho dây điện hạ áp ô tô, là gốc của các ký hiệu AV, AVS, AVSS, CAVS quen thuộc.
• ISO 19642: bộ tiêu chuẩn mới hơn cho cáp ô tô, bao gồm cả cáp điện áp cao dùng trên xe điện.
• SAE J1128: tiêu chuẩn Mỹ cho dây hạ áp ô tô, với các loại như GPT, TXL, GXL, SXL.

Bên cạnh đó, mỗi hãng xe thường có tiêu chuẩn nội bộ riêng, và nhà cung cấp dây phải được phê duyệt theo tiêu chuẩn của hãng trước khi cung cấp hàng loạt.

Dây AVS, AVSS, CAVS là gì?

Các ký hiệu này xuất phát từ hệ tiêu chuẩn Nhật Bản, được dùng phổ biến trong chuỗi cung ứng ô tô, xe máy tại châu Á:

Cỡ dây được gọi theo tiết diện danh định như 0,3; 0,5; 0,85; 1,25; 2; 3; 5; 8 mm². Dòng cách điện PVC tiêu chuẩn thường dùng cho khu vực có nhiệt độ làm việc không quá cao, còn các vị trí gần động cơ, ống xả cần dây cách điện chịu nhiệt như XLPE. Khi đặt hàng, cần ghi rõ ký hiệu, cỡ dây, màu, lớp nhiệt độ và tiêu chuẩn tham chiếu.

Yêu cầu kỹ thuật quan trọng

1. Nhiệt độ làm việc

Nhiệt độ làm việc của dây phụ thuộc vị trí lắp đặt: khoang hành khách, khoang máy, gần động cơ, gần pin. Ngoài nhiệt độ môi trường, cần cộng thêm phần tự phát nóng do dòng điện. Chọn lớp nhiệt độ quá thấp sẽ khiến cách điện cứng giòn, nứt sau một thời gian; chọn quá cao làm tăng chi phí không cần thiết.

2. Chống dầu và hóa chất

Các tiêu chuẩn ô tô quy định thử ngâm dây trong các chất lỏng như xăng, dầu diesel, dầu động cơ, dầu phanh, dung dịch làm mát, rồi đánh giá sự thay đổi đường kính và khả năng chịu điện áp. Vật liệu thường dùng gồm PVC chịu dầu, polyolefin liên kết ngang, TPE, silicone và fluoropolymer, tùy mức độ khắc nghiệt.

3. Ruột dẫn mềm cấp 5, cấp 6

Theo IEC 60228, ruột cấp 5 là ruột mềm và cấp 6 là ruột rất mềm, gồm nhiều sợi đồng nhỏ. Kết cấu này giúp dây chịu rung và uốn lặp lại tốt hơn, dễ đi dây trong không gian hẹp và giảm nguy cơ gãy sợi tại vị trí bấm cốt. Các tiêu chuẩn ô tô có quy định kết cấu ruột riêng nhưng cùng nguyên tắc: càng nhiều sợi nhỏ, dây càng mềm. Ruột đồng mạ thiếc được dùng khi cần tăng khả năng chống ăn mòn và hỗ trợ hàn.

4. Chống mài mòn và độ bền cơ học

Dây thành mỏng giúp giảm khối lượng nhưng đòi hỏi vật liệu cách điện có khả năng chống mài mòn tốt. Thử nghiệm mài mòn bằng kim cạo là hạng mục quan trọng trong ISO 6722-1.

5. Chống nhiễu điện từ

Xe hiện đại có nhiều bộ điều khiển điện tử, cảm biến, mạng truyền thông như CAN, LIN và Ethernet trên xe. Các giải pháp phổ biến: dùng dây xoắn đôi cho đường truyền vi sai, cáp có lớp chống nhiễu bằng lá nhôm hoặc lưới đồng cho cảm biến nhạy, tách tuyến dây tín hiệu khỏi dây công suất và đấu nối đất chống nhiễu đúng điểm.

Cáp cao áp cho xe điện

Trên ô tô điện, cáp nối pin, bộ biến tần, động cơ và cổng sạc làm việc ở điện áp một chiều hàng trăm volt và dòng điện lớn. Đặc điểm chung của nhóm cáp này:

• Vỏ màu cam để nhận biết mạch điện áp cao, phục vụ an toàn khi bảo dưỡng và cứu hộ.
• Lớp chống nhiễu bằng lưới đồng mạ thiếc, có thể kết hợp lá kim loại, hạn chế nhiễu điện từ phát ra từ bộ biến tần.
• Cách điện silicone, XLPE hoặc TPE chịu nhiệt, ruột mềm tiết diện lớn để dễ uốn trong khoang xe.
• Giắc nối có khóa liên động và cấp bảo vệ chống nước phù hợp.

Với xe máy điện và xe đạp điện, điện áp hệ thống thấp hơn nhưng yêu cầu chống nước, chịu rung và chịu dòng khởi động của động cơ vẫn rất quan trọng, đặc biệt ở bó dây pin, bộ điều khiển và dây sạc.

Gợi ý chọn dây theo vị trí

• Khoang hành khách, tín hiệu: AVSS hoặc CAVS cỡ nhỏ.
• Khoang máy, gần nguồn nhiệt: dây cách điện liên kết ngang chịu nhiệt.
• Dây ắc quy, dây khởi động: tiết diện lớn, ruột mềm, vỏ chịu dầu và mài mòn.
• Cảm biến, mạng truyền thông: dây xoắn đôi hoặc cáp có chống nhiễu.
• Mạch cao áp xe điện: cáp cao áp chuyên dụng có chống nhiễu, vỏ màu cam.

Xu hướng nội địa hóa

Dây điện và bó dây là nhóm linh kiện có tỷ trọng đáng kể trong chi phí điện của một chiếc xe và phù hợp để nội địa hóa vì sử dụng nhiều lao động, thiết kế theo từng mẫu xe, cần giao hàng nhanh và linh hoạt. Chính sách phát triển công nghiệp hỗ trợ, trong đó có Nghị định 111/2015/NĐ-CP, cùng với sự phát triển của ngành lắp ráp ô tô, xe máy điện trong nước đang tạo động lực cho các nhà cung cấp Việt Nam tham gia sâu hơn vào chuỗi cung ứng. Thách thức nằm ở việc đáp ứng tiêu chuẩn của hãng xe, quy trình phê duyệt mẫu, độ ổn định chất lượng theo lô và năng lực thử nghiệm.

Theo thông tin CTI đã công bố, CTI COM cung cấp dây điện kỹ thuật, dây nguồn, dây điều khiển cho ngành ô tô, xe máy, thiết bị điện, góp phần tăng tỷ lệ nội địa hóa; nhà máy Z43 nhận sản xuất OEM dây và cáp cho các nhà máy ô tô, xe máy, xe điện, đồ gia dụng, điện tử. Doanh nghiệp có nhu cầu có thể gửi tiêu chuẩn kỹ thuật, bản vẽ và sản lượng dự kiến để được tư vấn chủng loại dây và phương án mẫu thử phù hợp.