新能源汽車(chē)高(gāo)壓線束特點有(yǒu)哪些(xiē)?
- 分類:新聞中心
- 作(zuò)者:東莞市勇哥汽車配件有限公司
- 來(lái)源:cn.snowwolf-dg.com
- 發布時(shí)間(jiān):2021-04-06 14:35
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1、高(gāo)電(diàn)壓
新能源汽車(chē)普遍工作(zuò)在B級電(diàn)壓範圍,因此要求高(gāo)壓線束也需要滿足60V-1500V的工作(zuò)電(diàn)壓範圍要求,目前普遍的導線電(diàn)壓要求根據GB/T 184384.3中對B級電(diàn)壓的規定為(wèi)AC30V-1000V,或DC60V-1500V。
2、大(dà)電(diàn)流
新能源汽車(chē)高(gāo)壓線束作(zuò)為(wèi)主要的能源傳輸通(tōng)道(dào),需要承受較大(dà)的電(diàn)流,直流母線額定工作(zuò)電(diàn)流都能夠達到300A以上(shàng)。
3、密封性
由于高(gāo)壓線束高(gāo)電(diàn)壓大(dà)電(diàn)流的特性,對線束的密封性也有(yǒu)很(hěn)高(gāo)的要求,一般都會(huì)要求進行(xíng)防水(shuǐ)防塵試驗和(hé)氣密測試,如果密封不好,導緻潮濕或進水(shuǐ),會(huì)造成導線和(hé)連接部位的極速老化或損壞。如果在接插件部位的密封性能差,還(hái)能夠導緻絕緣電(diàn)阻降低(dī),整車(chē)報絕緣故障。
4、耐熱性
由于高(gāo)壓線束長時(shí)間(jiān)通(tōng)過大(dà)電(diàn)流,因為(wèi)功率很(hěn)大(dà),由焦耳效應産生(shēng)很(hěn)大(dà)的熱量,因此高(gāo)壓線束的導線耐溫等級一般都達到125℃(150℃),端子耐溫一般都達到140℃。
5、 EMC性能
EMC(Electro Magnetic Compatibility,電(diàn)磁兼容性)是指設備或系統在其電(diàn)磁環境中符合要求運行(xíng)并不對其環境中的任何設備産生(shēng)無法忍受的電(diàn)磁幹擾的能力。簡單來(lái)說,EMC包括了EMI(Electro Magnetic Interference,電(diàn)磁幹擾)和(hé)EMS(Electro Magnetic Susceptibility,電(diàn)磁敏感性)。EMI是指設備在正常運行(xíng)過程中對所在環境産生(shēng)的電(diàn)磁幹擾;EMS是指器(qì)具對所在環境中存在的電(diàn)磁幹擾所具有(yǒu)的一定程度的抗擾度。EMI是主動性的,即對外界産生(shēng)的幹擾,EMS是被動性的,即抵抗外界的幹擾。所以對設備的EMC要求就是:減少(shǎo)對别人(rén)的幹擾,同時(shí)自身能抵抗相當程度的外界幹擾。
零部件電(diàn)磁兼容性是整車(chē)電(diàn)磁兼容性的基礎和(hé)前提,用于新能源車(chē)上(shàng)的零部件不僅應滿足零部件電(diàn)磁兼容性要求,同時(shí)在整車(chē)電(diàn)磁兼容性出現問題時(shí),零部件供應商也有(yǒu)義務支持并進行(xíng)相關整改。理(lǐ)論與實踐證明(míng),任何電(diàn)磁騷擾的發生(shēng)必須具備3個(gè)條件:騷擾源、傳播騷擾的途徑和(hé)敏感設備。作(zuò)為(wèi)新能源汽車(chē)的零部件應該從兩個(gè)方面盡可(kě)能地優化:一是盡量降低(dī)騷擾的強度;二是盡可(kě)能地提高(gāo)抗騷擾的能力。
整車(chē)範圍內(nèi)首先保證零部件的EMC符合标準要求,通(tōng)過線束将各個(gè)控制(zhì)單元聯系在一起。新能源汽車(chē)整車(chē)級屏蔽設計(jì)的重點應是高(gāo)壓系統的布局、屏蔽設計(jì)以及CAN通(tōng)信網絡的抗幹擾處理(lǐ)。首先盡量要求高(gāo)壓線束沿着車(chē)身布置,優化整車(chē)電(diàn)磁輻射的環路,同時(shí)利用車(chē)身形成封閉的屏蔽艙。同時(shí)屏蔽高(gāo)壓電(diàn)纜和(hé)連接器(qì)也是一種減少(shǎo)不必要的電(diàn)磁幹擾經濟有(yǒu)效的方法,通(tōng)過一系列标準的實驗顯示了屏蔽電(diàn)纜和(hé)連接器(qì)能夠有(yǒu)效減少(shǎo)在100kHz到200MHz頻率範圍內(nèi)的不必要的幹擾。目前國內(nèi)車(chē)型全部采用屏蔽高(gāo)壓線,日系車(chē)也有(yǒu)應用屏蔽網包覆在高(gāo)壓線外側,插件處處理(lǐ)實現屏蔽連接。為(wèi)了避免高(gāo)壓線束傳輸強電(diàn)電(diàn)流時(shí)産生(shēng)電(diàn)磁幹擾,導緻低(dī)壓線束對控制(zhì)單元供電(diàn)及信号傳輸受到電(diàn)磁幹擾的風險,一般采用高(gāo)壓線束與低(dī)壓線束分層設計(jì),距離保證在200-300mm內(nèi)。
6、耐久性
新能源汽車(chē)上(shàng)的電(diàn)源和(hé)各種電(diàn)氣零件通(tōng)過線束來(lái)實現電(diàn)路物理(lǐ)連接,線束分布遍布全車(chē)。如果把動力系統比作(zuò)汽車(chē)心髒的話(huà),那(nà)麽線束就是汽車(chē)的神經網絡系統它負責整車(chē)各個(gè)電(diàn)器(qì)零件之間(jiān)的信息傳遞工作(zuò)。随着人(rén)們對舒适性、經濟性、安全性要求的不斷提高(gāo),汽車(chē)上(shàng)的電(diàn)子産品種類也在不斷增加,汽車(chē)線束越來(lái)越複雜線束的故障率也相應增加。這就要求提高(gāo)線束的可(kě)靠性和(hé)耐久性等性能。端子和(hé)連接器(qì)是決定系統可(kě)靠性的重要內(nèi)容,也是整個(gè)線束的重要組成部分。由于部分端子和(hé)連接器(qì)的工作(zuò)環境惡劣,端子和(hé)連接件中容易發生(shēng)各種各樣的故障,如腐蝕、老化以及在振動的作(zuò)用下松動等問題。由于端子和(hé)連接器(qì)的損毀、松動、脫落、失效所導緻的電(diàn)氣線路故障占整個(gè)電(diàn)氣系統的故障的50%以上(shàng),所以整車(chē)電(diàn)氣系統可(kě)靠性設計(jì)中應充分重視(shì)端子和(hé)連接器(qì)的可(kě)靠性設計(jì)。為(wèi)提高(gāo)端子和(hé)連接器(qì)設計(jì)的可(kě)靠性,首先應分析其故障模式,以便做(zuò)好相應的預防工作(zuò)。端子和(hé)連接器(qì)通(tōng)常有(yǒu)接觸不良、絕緣不良和(hé)固定脫落這三種主要的故障模式,其中,針對接觸不良,可(kě)采用檢測靜态接觸電(diàn)阻、動态接觸電(diàn)阻、單孔分離力、連接點和(hé)元器(qì)件的耐振性等指标來(lái)加以判斷;對于絕緣不良,可(kě)檢測絕緣體(tǐ)絕緣電(diàn)阻、絕緣體(tǐ)時(shí)間(jiān)退化速度、絕緣體(tǐ)、接觸件等零件尺寸等指标來(lái)加以判斷;對于固定脫落類的可(kě)靠性,可(kě)檢測端子和(hé)連接器(qì)的裝配公差、耐力矩、連接針保持力、連接針插入力、環境應力狀況下保持力等指标來(lái)加以判斷。分析了端子和(hé)連接器(qì)的主要故障模式和(hé)失效形式之後,可(kě)采取以下措施來(lái)提高(gāo)端子和(hé)連接器(qì)設計(jì)的可(kě)靠性:
a)選擇合适的接插件。接插件的選擇不僅要考慮連接電(diàn)路的類型和(hé)數(shù)量,還(hái)要有(yǒu)利于設備的組成。如圓形連接器(qì)受氣候和(hé)機械因素的影(yǐng)響比矩形連接器(qì)小(xiǎo),并且機械磨損較小(xiǎo),與導線或電(diàn)纜的端接可(kě)靠,所以盡可(kě)能地選擇圓形連接器(qì)。
b)連接器(qì)中接觸件數(shù)量越多(duō),系統的可(kě)靠性越低(dī),所以在空(kōng)間(jiān)、重量允許的情況下,盡量選擇接觸件數(shù)量較少(shǎo)的連接器(qì)。
c)選用連接器(qì)時(shí),應考慮設備的工作(zuò)條件。這是因為(wèi)連接器(qì)的總負載電(diàn)流和(hé)最大(dà)工作(zuò)電(diàn)流往往是根據在周圍環境的最高(gāo)溫度條件下工作(zuò)時(shí)所允許的熱量來(lái)确定的。同時(shí),為(wèi)降低(dī)連接器(qì)的工作(zuò)溫度,應充分考慮連接器(qì)的散熱條件,如可(kě)使用距連接器(qì)中心較遠的接觸件來(lái)連接電(diàn)源,這樣就更利于散熱。
d)當插件在有(yǒu)腐蝕性氣、液體(tǐ)環境中工作(zuò)時(shí),為(wèi)防腐蝕,在安裝時(shí)應注意盡可(kě)能從側面水(shuǐ)平安裝,當條件需要而垂直安裝時(shí),應防止水(shuǐ)順着引線流入接插件,一般使用防水(shuǐ)插接件。
e)端子拉脫力、屏蔽環拉脫力需要滿足标準要求。
f)在高(gāo)壓線束的設計(jì)過程中,需要考慮線束布置的彎曲半徑,不合适的彎曲半徑會(huì)造成線纜對于端子和(hé)和(hé)屏蔽環長時(shí)間(jiān)的拉扯,容易産生(shēng)拉脫的風險。另外,車(chē)輛(liàng)上(shàng)線束的工作(zuò)環境是十分惡劣的,腐蝕性氣、液體(tǐ)的存在,潮濕、高(gāo)溫、振動以及與其他部件的摩擦和(hé)碰撞,容易出現絕緣體(tǐ)磨損、接頭松動、導線腐蝕等現象,進而導緻斷路、短(duǎn)路。所以要想讓線束能夠安全可(kě)靠的工作(zuò),就應做(zuò)好線路的保護設計(jì),也即是要做(zuò)好線束的包紮和(hé)固定。
整車(chē)線束都應有(yǒu)防腐、防潮的保護措施,并防止車(chē)輛(liàng)振動對其造成不利影(yǐng)響;線孔處必須做(zuò)好保護,如翻邊設計(jì),以防線束穿過時(shí)對線束摩擦而造成絕緣層破損。為(wèi)了提高(gāo)保護設計(jì)可(kě)靠性,在裝配前對包紮材料應進行(xíng)環境篩選試驗,避免不合格的産品進入下一環節;還(hái)應在設計(jì)選型時(shí)針對不同部位的環境應力,對不同包裝材料進行(xíng)加速壽命試驗,以選出綜合性能最好的一種。
7安全性
高(gāo)壓線束電(diàn)壓定義:DC:60V<U<1500V;AC:30V<U<1000V;根據高(gāo)壓系統部件的載流量計(jì)算(suàn)電(diàn)流可(kě)高(gāo)達250A;一般情況下人(rén)人(rén)體(tǐ)安全電(diàn)壓為(wèi)36V,允許通(tōng)過的電(diàn)流為(wèi)36mA這大(dà)大(dà)高(gāo)出了人(rén)體(tǐ)所能接受的安全電(diàn)壓、電(diàn)流,所以高(gāo)壓線束的安全性十分重要。
高(gāo)壓線束的安全性設計(jì)主要在于絕緣,耐壓保護、過載、接插件的IP等級防護要求等。
絕緣:指使用不導電(diàn)的物質将帶電(diàn)體(tǐ)隔離或包裹起來(lái),以對觸電(diàn)起保護作(zuò)用的一種安全措施;有(yǒu)強電(diàn)作(zuò)用下,絕緣物質可(kě)能被擊穿而喪失其絕緣性能。因此,電(diàn)氣線路與設備的絕緣選擇必須與電(diàn)壓等級相配合,而且須與使用環境及運行(xíng)條件相适應,以保證絕緣的安全作(zuò)用。高(gāo)壓線束一般都是采用雙重絕緣,耐壓:把一個(gè)高(gāo)于正常工作(zuò)的電(diàn)壓加在被測設備的絕緣體(tǐ)上(shàng),并持續一段規定的時(shí)間(jiān),如果其間(jiān)的絕緣性足夠好,加在上(shàng)面的電(diàn)壓就隻會(huì)産生(shēng)很(hěn)小(xiǎo)的漏電(diàn)流。如果一個(gè)被測設備絕緣體(tǐ)在規定的時(shí)間(jiān)內(nèi),其漏電(diàn)電(diàn)流保持在規定的範圍內(nèi),就可(kě)以确定這個(gè)被測設備可(kě)以在正常的運行(xíng)條件下安全運行(xíng)。
過載:電(diàn)氣線路中允許連續通(tōng)過而不至于使電(diàn)線過熱的電(diàn)流量,稱為(wèi)安全載流量或安全電(diàn)流。如導線流過的電(diàn)流超過了安全載流量,就叫導線過載。過載時(shí),溫度超過該溫度,會(huì)使絕緣迅速老化甚至于線路燃燒。
發生(shēng)過載的主要原因有(yǒu)導線截面選擇不當,實際負載已超過了導線的安全電(diàn)流;還(hái)有(yǒu)端子的載流量不夠已超過了其承載的最大(dà)電(diàn)流。
接插件的IP等級防護要求:高(gāo)壓接插件連同線束連接HEV/EV的動力總成系統,不僅是車(chē)輛(liàng)驅動的關鍵能源輸送線,影(yǐng)響車(chē)輛(liàng)功能及性能,同時(shí),也是一個(gè)影(yǐng)響安全性能的關鍵因素,會(huì)引起車(chē)輛(liàng)抛錨、着火(huǒ),甚至會(huì)産生(shēng)電(diàn)擊,從而車(chē)輛(liàng)使用者的生(shēng)命安全。IP防護設計(jì)。試驗證明(míng),裸露于潮濕空(kōng)氣的高(gāo)壓端子會(huì)更容易腐蝕,也更危險,因此在可(kě)能的情況下,所有(yǒu)的高(gāo)壓插件的防護等級要求在IP67以上(shàng),當然,位于底盤或前艙等更惡劣的情況下必須更高(gāo)。
防觸指功能設計(jì):整車(chē)的高(gāo)壓系統設計(jì)需保證在單點失效的情況不影(yǐng)響操作(zuò)
人(rén)員的安全,即便裸露的插件,也要保證人(rén)員徒手操作(zuò)不造成危害,因此,護套與端子的設計(jì)使得(de)人(rén)手指無法直接接觸到端子。
8高(gāo)壓連接器(qì)特點
高(gāo)壓連接器(qì)作(zuò)為(wèi)高(gāo)壓線束的關鍵核心部件,其特點與高(gāo)壓線束大(dà)部分一緻,其中以下特點較為(wèi)突出:
耐壓性:滿足爬電(diàn)距離和(hé)電(diàn)器(qì)間(jiān)隙要求,滿足750V額定電(diàn)壓要求;
安全性:具有(yǒu)高(gāo)壓互鎖功能,未對配插件滿足IPXXB要求,對配狀态插件滿足IPXXD防護要求。電(diàn)氣間(jiān)隙和(hé)爬電(diàn)距離,滿足污染等級3的設計(jì)要求。
9、高(gāo)壓導線特點
車(chē)用高(gāo)壓導線最大(dà)的特點是耐高(gāo)電(diàn)壓,目前市場(chǎng)應用高(gāo)壓導線處于600V交流/1000V直流耐高(gāo)壓水(shuǐ)準,随着續航裏程提升而需要更大(dà)功率輸出,将需要更高(gāo)耐壓等級的高(gāo)壓導線,耐壓等級将達到以及高(gāo)于1000V交流/1500V直流的水(shuǐ)準。另外,對于高(gāo)壓大(dà)電(diàn)流模塊用到的高(gāo)壓導線,因為(wèi)高(gāo)功率、車(chē)內(nèi)空(kōng)間(jiān)和(hé)布線設計(jì)的要求,高(gāo)壓導線具有(yǒu)耐大(dà)電(diàn)流、耐高(gāo)溫、阻燃、高(gāo)柔性和(hé)EMC抗屏蔽性能等特點,從而滿足新能源汽車(chē)市場(chǎng)應用。
10、充電(diàn)口特點
充電(diàn)口相對于其他高(gāo)壓連接器(qì),它的接觸端子插拔後易損,導緻接觸區(qū)域阻抗變大(dà),發熱,燒蝕等,因為(wèi)一部分為(wèi)室外使用,污染等級為(wèi)3級,實際情況還(hái)要高(gāo)于這個(gè)污染等級,特别是充電(diàn)樁端的産品,基本無防護,故塑膠材料選材需考慮高(gāo)溫和(hé)耐油等特性,防護等級必須滿足插合前IP54,插合後IP55,而實際應用場(chǎng)景還(hái)要高(gāo)于這個(gè)标準。
從标準來(lái)看,充電(diàn)口需要滿足GB/T20234.1的要求,快充接口和(hé)慢充接口分别還(hái)需要滿足GB/T20234.2和(hé)GB/T20234.3的要求。充電(diàn)口需要同時(shí)滿足互操作(zuò)性标準GBT34657.2-2015要求。
目前的充電(diàn)口普遍存在的待解決的問題包括:交流63A發熱、燒蝕暫時(shí)沒有(yǒu)比較好的解決辦法,充電(diàn)槍卡鈎強度無參考标準,實際使用中容易發生(shēng)斷裂等。
其他注意點說明(míng)
線路設計(jì)長度的合理(lǐ)性:
通(tōng)常汽車(chē)上(shàng)根據用電(diàn)器(qì)在車(chē)身上(shàng)的實際布置位置來(lái)确定電(diàn)線束的各部分的長度,并且所有(yǒu)由線束經過的地方都有(yǒu)固定的紮帶或孔位來(lái)将線束固定。所以線束可(kě)靠性受線束總成上(shàng)各分支的尺寸的影(yǐng)響也較大(dà)。線束如果過長,不僅浪費了空(kōng)間(jiān)和(hé)材料,也容易導緻在車(chē)輛(liàng)行(xíng)駛過程中因與其它部件的接觸而産生(shēng)摩擦,加速了線束的磨損,進而引起短(duǎn)路等問題。因此,線束的設計(jì)長度一定要比實際長度稍有(yǒu)富餘,一般适宜的松弛度量根據不同環境為(wèi)0.05-5%。
高(gāo)壓線束的柔軟性:
高(gāo)壓線束基本使用大(dà)平方所以對電(diàn)纜的最小(xiǎo)折彎半徑也有(yǒu)一定的要求通(tōng)常為(wèi)電(diàn)纜外徑的5D;高(gāo)壓線束顔色要求:為(wèi)了起到警示作(zuò)用高(gāo)壓線束必須使用橙色;也可(kě)附帶高(gāo)壓警示标識。
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