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高(gāo)壓線束設計(jì)基礎與方法
- 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)：2021-06-12 13:52
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高(gāo)壓線束是高(gāo)壓系統的核心部件之一，本文将介紹高(gāo)壓線束設計(jì)基礎知識與方法，包括高(gāo)壓互鎖、高(gāo)壓線束設計(jì)與高(gāo)壓連接器(qì)。
1 高(gāo)壓互鎖
1.1高(gāo)壓互鎖的定義
高(gāo)壓互鎖（High Voltage Inter-lock， 簡稱HVIL），其實也是高(gāo)壓互鎖回路（Hazardous Voltage InterlockLoop）的簡稱。
高(gāo)壓互鎖是指，用低(dī)壓信号監視(shì)高(gāo)壓回路完整性的一種安全設計(jì)方法。通(tōng)過使用低(dī)壓信号來(lái)檢查電(diàn)動汽車(chē)上(shàng)所有(yǒu)與高(gāo)壓線束相連的各組件，檢測各個(gè)高(gāo)壓系統回路的電(diàn)氣連接完整性（連續性）。
在電(diàn)動汽車(chē)高(gāo)壓回路中，要求具備HVIL功能的電(diàn)氣元件主要是高(gāo)壓連接器(qì)，手動維修開(kāi)關（MSD）等這類要求人(rén)力操作(zuò)，實現電(diàn)路接通(tōng)還(hái)是斷開(kāi)的電(diàn)氣接口元件。
1.2 高(gāo)壓互鎖的目的與作(zuò)用
高(gāo)壓互鎖的目的是，用來(lái)确認整個(gè)高(gāo)壓系統的完整性的，當高(gāo)壓系統回路斷開(kāi)或者完整性受到破壞的時(shí)候，就需要啓動安全措施了。
高(gāo)壓互鎖主要是用來(lái)保證高(gāo)壓系統安全，主要有(yǒu)三個(gè)作(zuò)用
二是，在車(chē)輛(liàng)上(shàng)電(diàn)行(xíng)車(chē)之前發揮作(zuò)用，檢測到電(diàn)路不完整，則系統無法上(shàng)電(diàn)，避免因為(wèi)虛接等問題造成事故；
三是，防止人(rén)為(wèi)誤操作(zuò)引發的安全事故。在高(gāo)壓系統工作(zuò)過程中，如果沒有(yǒu)高(gāo)壓互鎖設計(jì)存在，手動斷開(kāi)高(gāo)壓連接點，在斷開(kāi)的瞬間(jiān)，整個(gè)回路電(diàn)壓加在斷點兩端，電(diàn)壓擊穿空(kōng)氣在兩個(gè)器(qì)件之間(jiān)拉弧，時(shí)間(jiān)雖短(duǎn)，但(dàn)能量很(hěn)高(gāo)，可(kě)能對斷點周圍的人(rén)員和(hé)設備造成傷害。
1.3 高(gāo)壓互鎖的工作(zuò)原理(lǐ)
高(gāo)壓互鎖設計(jì)的實現，需要以下設備組成：高(gāo)壓互鎖連接器(qì)及高(gāo)低(dī)壓導線，閉合的低(dī)壓電(diàn)源信号回路，高(gāo)壓互鎖監測回路及監測模塊 （監測模塊可(kě)以是電(diàn)池管理(lǐ)系統BMS，或者整車(chē)控制(zhì)器(qì) VCU），監測模塊根據高(gāo)壓互鎖監測結果控制(zhì)的高(gāo)壓繼電(diàn)器(qì)。
具備高(gāo)壓互鎖功能的高(gāo)壓連接器(qì)，由殼體(tǐ)、高(gāo)壓導電(diàn)件、低(dī)壓信号導電(diàn)件和(hé)監測模塊及監測線路組成。高(gāo)壓互鎖連接器(qì)，一般實現方式是在對插的一對公端、母端上(shàng)，分别固定着一對高(gāo)壓接插件和(hé)一對低(dī)壓接插件。當高(gāo)壓插件處于斷開(kāi)狀态，低(dī)壓回路被切斷；高(gāo)壓插件處于連接狀态，低(dī)壓回路也接通(tōng)，形成完整回路。
2 高(gāo)壓線束的設計(jì)
2.1 高(gāo)壓線束的選擇
1） 工作(zuò)電(diàn)壓
由于新能源商用車(chē)所用電(diàn)機額定功率都比較大(dà)，普遍在50~150 kW之間(jiān)，在某些(xiē)新能源重卡上(shàng)，驅動電(diàn)機額定功率可(kě)達200 kW以上(shàng)。
為(wèi)了盡可(kě)能地減小(xiǎo)在對高(gāo)壓系統傳輸過程中的能量損失以及電(diàn)流對電(diàn)氣系統的沖擊，就得(de)适當地提高(gāo)整車(chē)動力部分電(diàn)氣系統的工作(zuò)電(diàn)壓，新能源商用車(chē)的高(gāo)壓零部件工作(zuò)電(diàn)壓一般在540~600 V DC，最高(gāo)工作(zuò)電(diàn)壓可(kě)達750 V DC左右。根據電(diàn)動汽車(chē)的電(diàn)壓級别為(wèi)B級，所以高(gāo)壓線束的工作(zuò)電(diàn)壓一般選擇在1000 V DC或者1500 V DC。
2） 工作(zuò)溫度以及溫升
溫度包括工作(zuò)環境溫度、工作(zuò)溫升以及線束工作(zuò)溫度。
高(gāo)壓線束設計(jì)時(shí)，要求：高(gāo)壓線束工作(zuò)溫度≥環境溫度+高(gāo)壓線束溫升，高(gāo)壓線束使用時(shí)一般要求溫升不超過55 K。
3） 線徑
高(gāo)壓線束線徑選取步驟如下。
②根據穩态電(diàn)流強度，确定高(gāo)壓線束的截面積，在125℃下，常見銅芯電(diàn)纜線徑截面積與載流量的匹配參見表1。
③如果高(gāo)壓線束的布置環境超過了線束允許的工作(zuò)環境，則必須選擇較大(dà)截面積的線束。對于Tmax為(wèi)180 ℃時(shí)，線束截面積升一檔使用，Tmax為(wèi)250 ℃時(shí)，線束截面積升兩檔使用。例如，當最大(dà)電(diàn)流為(wèi)150 A時(shí)，125 ℃情況下選用35 mm2的線束，180 ℃情況下選用50 mm2的線束，250 ℃情況下選用70 mm2的線束。
4） 彎曲半徑
對于線徑D小(xiǎo)于等于15 mm的高(gāo)壓線束，高(gāo)壓線束的折彎半徑應大(dà)于3D；當線徑D大(dà)于15 mm時(shí)，高(gāo)壓線束的折彎半徑應大(dà)于5D。
5）屏蔽及EMC幹擾設計(jì)
高(gāo)壓線束每個(gè)接口均采用屏蔽處理(lǐ)，前後電(diàn)機接口處為(wèi)屏蔽卡環與電(diàn)氣盒導軌壓接，控制(zhì)器(qì)及電(diàn)池箱插件采用有(yǒu)屏蔽功能的結構件。
電(diàn)機、控制(zhì)器(qì)等高(gāo)壓部件發出不同頻段的電(diàn)磁波對整車(chē)音(yīn)響 倒車(chē)影(yǐng)像及變速器(qì)傳感器(qì)等産生(shēng)幹擾，目前國标沒有(yǒu)詳細關于此方面的标準。有(yǒu)些(xiē)主機廠采用在相關高(gāo)壓零件（包括設備和(hé)線束）均增加磁環， 整車(chē)EMC問題得(de)到大(dà)大(dà)的改善。
2.2 高(gāo)壓線束用連接器(qì)的選型
1） 接器(qì)防護等級要求不低(dī)于IP67。
2） 連接器(qì)直接接觸防護滿足IPXXB的等級要求。
3） 連接器(qì)的絕緣電(diàn)阻不小(xiǎo)于500 MΩ，1000 V DC。
4） 連接器(qì)的工作(zuò)電(diàn)壓不低(dī)于車(chē)輛(liàng)最高(gāo)工作(zuò)電(diàn)壓。
5） 連接器(qì)要帶有(yǒu)機械防呆功能，同時(shí)，不同型号規格在顔色上(shàng)也能加以區(qū)分。
6） 連接器(qì)要具有(yǒu)高(gāo)壓互鎖功能。
8） 連接器(qì)要具有(yǒu)二次鎖止功能，避免因使用過程中的誤操作(zuò)或者颠簸導緻高(gāo)壓觸電(diàn)風險。
2.3 高(gāo)壓線束的制(zhì)作(zuò)
高(gāo)壓線束的制(zhì)作(zuò)主要涉及高(gāo)壓線束端子的壓接、屏蔽層處理(lǐ)、防護以及絕緣電(diàn)阻的檢測。
高(gāo)壓線束端子的壓接水(shuǐ)平影(yǐng)響着高(gāo)壓線束的電(diàn)阻率，接觸電(diàn)阻以及絕緣性能。評價端子壓接程度的好壞從這幾方面：端子端面壓着狀态、端子承受最大(dà)拉拔力、端子壓着後接觸性能阻抗綜合評價。
端子壓接不緊，端子承受最大(dà)拉拔力達不到要求，高(gāo)壓導線容易從端子松脫，造成高(gāo)壓安全事故；
因此通(tōng)過從上(shàng)述三方面檢測保證端子壓接到位。
端子剖面分析儀，用于分析端子壓着端面導線分布壓接情況。拉力測試機，用于測試驗證端子壓緊情況。電(diàn)壓降測試儀，用于檢測端子壓着後接觸性能阻抗。
2） 高(gāo)壓線束的屏蔽層處理(lǐ)
高(gāo)壓線束在制(zhì)作(zuò)過程中，需要按照連接器(qì)的操作(zuò)說明(míng)書(shū)，對高(gāo)壓線上(shàng)的屏蔽層進行(xíng)處理(lǐ)，以避免因屏蔽層處理(lǐ)不當産生(shēng)過量的電(diàn)磁洩露，影(yǐng)響其他車(chē)載器(qì)件或者通(tōng)訊設備的正常工作(zuò)。
高(gāo)壓線束在壓接完成後，根據其在車(chē)輛(liàng)上(shàng)的布置位置以及使用工況，在其外表面要用橙色波紋管、編織物管或者紡織膠帶等外敷物進行(xíng)包裹，以增加其耐磨性、隔熱性以及美觀性。
4） 高(gāo)壓線束的絕緣電(diàn)阻檢測
3 高(gāo)壓線束的布置
新能源汽車(chē)結構緊湊，布置空(kōng)間(jiān)緊張，對于高(gāo)壓線束的布置提出了更高(gāo)的要求。
高(gāo)壓線束的布置，需要滿足以下幾個(gè)要求：
1） 高(gāo)、低(dī)壓線布置時(shí)，盡量分開(kāi)布置，以提高(gāo)車(chē)輛(liàng)的電(diàn)磁兼容性能。
2） 高(gāo)壓線束布置時(shí)的折彎半徑應不小(xiǎo)于其最小(xiǎo)折彎半徑。
3） 高(gāo)壓線從連接器(qì)接口處出來(lái)後，在允許出現高(gāo)于連接器(qì)中心水(shuǐ)平面進行(xíng)布置之前，必須先保證有(yǒu)一段高(gāo)壓線處于連接器(qì)中心水(shuǐ)平面之下，以保證雨水(shuǐ)不會(huì)沿着高(gāo)壓線束倒流進高(gāo)壓零部件內(nèi)部，如圖2、圖3所示。
4） 高(gāo)壓線束由于線徑較粗，折彎時(shí)需要的折彎力比較大(dà)，因此在進行(xíng)高(gāo)壓線束固定時(shí)，在折彎處的兩端要用固定卡箍等可(kě)以長期承受較大(dà)作(zuò)用力的零件進行(xíng)固定，如圖4中，在圖中标記的1、2兩處地方需要分别用圖5中所描述的卡夾進行(xíng)固定。
5） 對于非受力部位的高(gāo)壓線束進行(xíng)固定時(shí)，可(kě)以用尼龍紮帶進行(xíng)捆紮、固定。
6） 高(gāo)壓線束布置時(shí)，應避開(kāi)運動部件以及高(gāo)溫部位。
7） 高(gāo)壓線束布置和(hé)固定時(shí)，應避開(kāi)劇(jù)烈震動區(qū)域，并根據線束布置部位的振動幅度、運動件的最大(dà)運動包絡，留有(yǒu)足夠的線長，避免讓線束承受拉力或者張力。
8） 高(gāo)壓線束要避免從尖銳物、金屬架邊緣、焊接縫、車(chē)身上(shàng)的固定孔處走線，避免因裝配操作(zuò)、振動摩擦使得(de)高(gāo)壓線束外敷物磨破，導緻線束損傷而造成安全事故。
5） 對于非受力部位的高(gāo)壓線束進行(xíng)固定時(shí)，可(kě)以用尼龍紮帶進行(xíng)捆紮、固定。
6） 高(gāo)壓線束布置時(shí)，應避開(kāi)運動部件以及高(gāo)溫部位。
7） 高(gāo)壓線束布置和(hé)固定時(shí)，應避開(kāi)劇(jù)烈震動區(qū)域，并根據線束布置部位的振動幅度、運動件的最大(dà)運動包絡，留有(yǒu)足夠的線長，避免讓線束承受拉力或者張力。
關鍵詞：
上(shàng)一個(gè):
汽車(chē)線束出現問題的原因及檢測
下一個(gè):
汽車(chē)線束行(xíng)業發展趨勢分析
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