新能源汽車(chē)線束布置方案及EMC 防護

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)：2021-09-06 17:17
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新能源汽車(chē)線束布置方案及EMC 防護

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詳情

為(wèi)了響應國家(jiā)節能減排的号召，各大(dà)汽車(chē)生(shēng)産廠家(jiā)分别推出了不同類型的新能源汽車(chē)，并應用了先進的制(zhì)造技(jì)術(shù)，将汽車(chē)的動力來(lái)源由傳統燃料轉變為(wèi)電(diàn)能。整車(chē)高(gāo)壓線束的設計(jì)和(hé)應用方案主要涉及線束的走向問題、路徑的選擇方式、高(gāo)壓連接器(qì)的種類、充電(diàn)口的選擇、屏蔽設計(jì)、線槽設計(jì)等。

1　線束設計(jì)方案

1.1　高(gāo)壓線束設計(jì)方案

高(gāo)壓線束能夠為(wèi)新能源汽車(chē)提供高(gāo)壓強電(diàn)，其在線束設計(jì)中有(yǒu)着極其重要的意義。設計(jì)過程中應當遵循以下原則。

第一，對于線束的走向和(hé)路徑設計(jì)。高(gāo)壓線束設計(jì)應當采用雙軌制(zhì)，此時(shí)運行(xíng)系統能夠産生(shēng)的高(gāo)壓電(diàn)已經超過人(rén)體(tǐ)的承受範圍，車(chē)身不能被當做(zuò)整車(chē)搭鐵(tiě)點。

第二，對于連接器(qì)的選型。連接器(qì)主要連接高(gāo)壓電(diàn)流，并且要負責高(gāo)壓回路運行(xíng)中的人(rén)機安全，因此設計(jì)人(rén)員應當選擇耐高(gāo)壓、防水(shuǐ)效果好、屏蔽層連接緊密的高(gāo)壓連接器(qì)。

第三，對于屏蔽設計(jì)。設計(jì)人(rén)員應當選用屏蔽性能較好的高(gāo)壓線，并且要将屏蔽網直接包裹在高(gāo)壓線的內(nèi)部，在安裝連接器(qì)時(shí)則需要保證屏蔽層的完全連接。

此外，設計(jì)人(rén)員可(kě)以從以下方面着手高(gāo)壓線束的設計(jì)工作(zuò)：負載線路的額定值，電(diàn)線導體(tǐ)的實際溫度，線束結束工作(zuò)後周邊空(kōng)氣的溫度，導線通(tōng)電(diàn)時(shí)給通(tōng)電(diàn)率帶來(lái)的影(yǐng)響，成捆線束電(diàn)流的折減系數(shù)。

1.2　低(dī)壓線束設計(jì)方案

該設計(jì)方案主要可(kě)以分為(wèi)以下幾個(gè)步驟：

一是設計(jì)線束的走向途徑；

二是選擇線路的固定卡扣；

三是進行(xíng)屏蔽設計(jì)；

四是選擇連接器(qì)。

基于此設計(jì)方案的低(dī)壓線束，不但(dàn)具備傳統汽車(chē)的功能，還(hái)能實現電(diàn)控單元模塊的功能。

在整體(tǐ)設計(jì)過程中，設計(jì)人(rén)員要着重考慮高(gāo)壓線束對其産生(shēng)的幹擾，遵循給不同信号源配置不同低(dī)壓導線的原則。高(gāo)壓連接器(qì)主要可(kě)以分為(wèi)屏蔽型和(hé)非屏蔽型兩種。非屏蔽型連接器(qì)的內(nèi)部結構比較簡單，節約了屏蔽功能的安裝成本，可(kě)以應用在不需要屏蔽功能的部位上(shàng)，如充電(diàn)回路、控制(zhì)器(qì)內(nèi)部、具有(yǒu)金屬外殼的電(diàn)器(qì)上(shàng)。屏蔽型連接器(qì)則與之相反，适合應用在高(gāo)壓線束連接這種要求具有(yǒu)屏蔽功能的部位上(shàng)。任意一款連接器(qì)都需要具有(yǒu)防水(shuǐ)功能，連接的位置不同，選用連接器(qì)的防水(shuǐ)等級也不同。

1.3　高(gāo)低(dī)壓線束布置方案

這一布置方案主要涉及以下幾個(gè)環節。發動機艙，其線束布置方案屬于全車(chē)型，是設計(jì)工作(zuò)的難點和(hé)重點，集中了驅動電(diàn)機、PDU 等設備的連接線束；駕駛室，此環節的設計(jì)針對傳統車(chē)輛(liàng)的布置結構而言；行(xíng)李艙，涉及到高(gāo)壓線、電(diàn)池控制(zhì)系統、車(chē)載系統等結構的線束單元。

2　低(dī)壓線束布置方案中屏蔽導線的選擇及案例分析

2.1　分層式布線

當低(dī)壓線束處于高(gāo)頻信号時(shí)，設計(jì)人(rén)員要選擇雙絞線和(hé)箔層屏蔽層；當低(dī)壓線束處于低(dī)頻信号時(shí)，設計(jì)人(rén)員要選擇雙絞線和(hé)編制(zhì)層屏蔽層。

為(wèi)了減少(shǎo)高(gāo)壓線束對強電(diàn)流輸送的幹擾，規避低(dī)壓線束對控制(zhì)單元的電(diàn)磁幹擾風險，現對純電(diàn)動車(chē)進行(xíng)高(gāo)壓線束和(hé)低(dī)壓線束的分層式布線設計(jì)，并且保證低(dī)壓線束在高(gāo)壓線束底部的20cm 左右。經過試車(chē)實驗，此設計(jì)方案能夠減緩強電(diàn)工作(zuò)幹擾。

2.2　并列式布線

此方案比較适用于混合型新能源汽車(chē)，設計(jì)人(rén)員将高(gāo)壓線束連接到單元布線範圍，使其與發動機的線束裝置并列，讓整體(tǐ)運行(xíng)系能夠避免來(lái)自高(gāo)壓線束供電(diàn)電(diàn)磁幹擾的影(yǐng)響。

2.3　案例分析

案例一，電(diàn)機溫度感應器(qì)的信息彙報錯誤。原因分析：此時(shí)運行(xíng)系統的高(gāo)壓線呈環狀分布，溫度感應器(qì)的分支線束能夠直接通(tōng)過高(gāo)壓區(qū)域，高(gāo)壓環境中産生(shēng)的電(diàn)磁幹擾将會(huì)影(yǐng)響感應器(qì)的正常運轉，進而顯示錯誤信息。

解決方式：改變高(gāo)壓線的走向，在其中應用分層式布線方式，選擇編織式屏蔽導線。

案例二，電(diàn)池包導緻的高(gāo)壓線磨損。原因分析：電(diàn)池包在運行(xíng)系統中的位置固定不變，因此高(gāo)壓線一直位于車(chē)身底盤之下，導緻行(xíng)車(chē)磨損。

解決方式：應用彎管成型方式，将高(gāo)壓線穿至金屬導管後的壓接插件中，使其在導線通(tōng)過部位呈現出彎曲結構。

3　新能源車(chē)輛(liàng)的EMC 防護

3.1　整車(chē)EMC 防護的電(diàn)源分配方案

無論是純電(diàn)動車(chē)還(hái)是混合型汽車(chē)，采用的都是動力電(diàn)源供電(diàn)的方式，以此為(wèi)汽車(chē)提供運行(xíng)能源。如何在整車(chē)EMC防護設計(jì)中實現高(gāo)壓線束應用，是衆多(duō)設計(jì)人(rén)員面臨的一項難題。在整車(chē)EMC 防護設計(jì)中可(kě)以看出，輻射傳導設計(jì)是其中的重點研究方向，因此設計(jì)人(rén)員在方案開(kāi)始初期，就應當考慮這一因素。

整車(chē)範圍的設計(jì)首先需要考慮各個(gè)零部件是否符合EMC标準，随後用線束将汽車(chē)運行(xíng)系統中的各個(gè)控制(zhì)單元連接在一起，再應用固定的防護方式将供電(diàn)回路與接地點連接在一起，進而完成防護電(diàn)源的配置工作(zuò)。

3.2　整車(chē)EMC 防護的線束設計(jì)方案

線束設計(jì)需要滿足汽車(chē)整體(tǐ)布局和(hé)人(rén)機建設工程的需求，對布置在底盤部分的高(gāo)壓線束，設計(jì)人(rén)員需要應用特殊的配置方式，充分考慮車(chē)輛(liàng)的涉水(shuǐ)深度、底盤的磨損率、泥沙飛濺的情況等因素，并采用塑料線槽或金屬彎管的形式提高(gāo)線束的安全程度，切實考慮線槽設計(jì)方式的可(kě)實施性，利用分槽設計(jì)方式将高(gāo)壓線束固定在車(chē)底闆處。

在線束制(zhì)造材料選擇上(shàng)，為(wèi)了避免電(diàn)磁波的幹擾，設計(jì)人(rén)員應當選擇雙絞線，并将雙絞線的線路回路布置在系統中其他線束的最外側。整車(chē)線束傳導和(hé)發射的大(dà)多(duō)數(shù)電(diàn)流都和(hé)電(diàn)源線有(yǒu)關。因此，設計(jì)人(rén)員在進行(xíng)EMC 防護線束設計(jì)時(shí)，需要遵守以下幾點注意事項：處理(lǐ)好電(diàn)源的開(kāi)關部分，在結構設計(jì)中優先考慮環路控制(zhì)方式；如果電(diàn)路系統中涉及敏感信号，需要選擇屏蔽線纜進行(xíng)傳輸，在其屏蔽層中做(zuò)好全方位的搭接處理(lǐ)工作(zuò)；如果信号線纜與高(gāo)壓網路和(hé)強幹擾信号之間(jiān)的距離較遠，需要對耦合布線進行(xíng)合理(lǐ)配置；做(zuò)好濾波器(qì)的相關工作(zuò)，減少(shǎo)系統引線存在的電(diàn)感；在線纜設計(jì)中要保持足夠的信地比例，且設計(jì)人(rén)員需要分析設計(jì)過程中可(kě)能出現的問題，盡早做(zuò)出合理(lǐ)安排和(hé)配置。設計(jì)人(rén)員盡快對上(shàng)述問題進行(xíng)分析和(hé)解答(dá)，就能盡早規避後期設計(jì)存在的風險。

4　結語

通(tōng)過對新能源汽車(chē)線束設計(jì)方案的配置以及對EMC 防護方式的研究，有(yǒu)效減少(shǎo)了強電(diàn)線束運行(xíng)時(shí)産生(shēng)的幹擾，并且在搭載台實驗和(hé)實車(chē)實驗中，設計(jì)人(rén)員在不斷對線束配置方式進行(xíng)優化。目前，應用在新能源汽車(chē)中的線束設計(jì)方式和(hé)EMC 防護措施，已經得(de)到了業界人(rén)士的廣泛認可(kě)。

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