随着新能源汽车产业的持续扩张，充电设施的覆盖密度迅速增加。在充电设备中，充电枪线缆承载着电力传输与信号交互的关键功能，其护套材料性能直接影响整个系统的安全性、使用寿命和环境适应能力。在众多材料中，热塑性聚氨酯（TPU）因其优异的耐候性、柔性、机械强度和环境稳定性，在电动汽车（EV）充电枪线缆中获得广泛应用。
什么是Thermoplastic Polyurethane？
Thermoplastic Polyurethane（简称TPU）是一种热塑性弹性体材料，兼具塑料和橡胶的优点。它由软段（如聚酯或聚醚）与硬段（如异氰酸酯链段）构成，可以通过不同配方调整其硬度、弹性、耐磨性和耐候性。
TPU材料具备以下核心性能特征：
优异的柔性与回弹性
良好的耐磨性和抗撕裂性
广泛的工作温度范围（约 -40℃ 至 105℃）
优良的紫外线、臭氧和水解稳定性
二、电动汽车充电枪线缆的环境挑战
EV充电枪线缆通常长时间处于室外环境，面临复杂而严苛的外部条件。其护套材料必须满足以下基本要求：
| 项目 | 性能要求 |
| 紫外线 | 长期抗UV辐射，避免开裂与硬化 |
| 温度冲击 | 工作温度需覆盖-40℃至+90℃（部分场景要求高达105℃） |
| 湿热环境 | 抗水解、抗霉菌 |
| 化学品抵抗 | 抗油污、清洁剂腐蚀 |
| 机械应力 | 拉拽、弯折、卷收频繁 |
TPU材料因其优异的物理化学性能，正好对应解决上述一系列挑战。
三、TPU在线缆护套中的核心耐候性能表现
1. 抗紫外线能力强，提升户外寿命
TPU材料经改性后可轻松通过UL1581 720小时碳弧老化测试，在强紫外照射下保持其表面完整性与力学性能：
抗拉强度保持率≥85%；
延伸率保持率≥80%；
无开裂、无明显表面劣化；
相比PVC材料，未添加助剂的TPU抗UV能力已相对优秀，经过稳定剂强化处理后，TPU护套可在紫外暴晒环境中稳定使用3~5年以上。
2. 低温柔性表现突出，适应极寒地区
根据IEC 60811-504标准，在-40°C环境下进行弯曲测试，TPU样品无龟裂、无脆断现象。以下为典型测试结果：
| 材料类型 | 弯曲温度 | 弯曲次数 | 结果 |
| TPU护套 | -40°C | 10次 | 合格（无裂纹） |
| PVC护套 | -25°C | 5次 | 开裂 |
这使TPU特别适用于东北、俄罗斯、北欧等冬季严寒地区的充电桩场景。
3. 耐水解性优越，适应高湿场站环境
使用聚醚型TPU可有效提升抗水解能力，在70℃、95%湿度条件下老化168小时后：
断裂伸长率保持率≥90%；
体积电阻变化<10%；
此外，TPU本身具备优异的霉菌抗性，满足IEC60068-2-10标准，有效适应南方多雨潮湿地区。
4. 出色的耐磨与抗撕裂性能
TPU摩擦系数较低，结合良好的回弹性，使其在多次拉扯和地面拖拽中不易损伤：
Taber磨耗值（1000转，500g）：TPU≤15 mm³（参考标准ASTM D1044）；
撕裂强度：≥80 kN/m（ASTM D624 C型）；
弯折寿命：可承受30万次±180°反复弯折测试；
在公共充电场站日常频繁插拔中，TPU可显著延长电缆使用寿命。
四、TPU材料符合的关键国际标准
用于EV充电枪线缆的TPU材料需满足以下国际及地区标准：
IEC62893-3：电动汽车充电线缆专用标准；
UL62/UL1581：美国市场对电缆护套的性能要求；
GB/T33594-2017：中国电动汽车用传导充电连接装置标准；
RoHS、REACH：欧盟对环保材料的合规性要求；
知名TPU材料如BASF Elastollan、Covestro Desmopan等已广泛通过上述标准的认证测试。
五、行业典型应用与技术路线
多家主流EV充电设备制造商已在高端系列中采用TPU护套电缆：
| 企业 | 产品 | 使用TPU场景 |
| 星星充电 | 户外智能充电枪 | -40°C极寒区域布点 |
| 特来电 | 商用一体式桩体 | 紫外/高温区域 |
| ABB | Type 2交流桩枪线缆 | 欧盟RoHS合规要求 |
| 飞宏科技 | 欧标充电枪 | 柔性卷收充电线缆 |
六、材料选型建议
在选用TPU用于EV充电枪线缆时，应根据以下几个维度综合考虑：
户外使用寿命≥5年：选用耐UV增强型TPU（推荐聚酯基）；
低温柔性需求强：使用聚醚型TPU或混配柔性助剂体系；
机械强度优先：选用高分子量、高硬度等级（Shore A>90）配方；
环保认证要求高：确保材料通过RoHS、REACH、无卤等测试；
Thermoplastic Polyurethane作为一种高性能热塑性弹性体，凭借其抗紫外、耐低温、抗水解、耐磨性强等优势，在电动汽车充电枪线缆领域表现稳定、可靠。其综合性能明显优于PVC和传统橡胶材料，特别适用于对安全性、寿命与环境适应性要求较高的EV应用场景。
对于希望提高产品品质与市场竞争力的线缆制造商与整桩系统供应商而言，TPU护套材料将是实现产品升级的关键选择之一。
