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電動汽車高壓線束的要求

  高壓線束簡介

  近年來隨著國家的大力支持和推進,中國的新能源汽車的發展取得了長足進步,各式各樣的新能源汽車已經陸續走進我們的日常生活。簡單來說新能源汽車主要是指采用非常規的車月燃料作為動力來源(或使用常規的車用燃料、采用新型車載動力裝置),綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術,形成的技術原理先進、具有新技術、新結構的汽車。主要包括純電動汽車、增程式電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動汽車、氫發動機汽車、其他新能源汽車等。

  但不管新能源汽車的形式是如何的,他們共同的特點是使用高達300V~600V甚至更高的電壓平臺,涉及到布線,而且他們都有著相同的基本要求,即是在電磁干擾保護系統下的安全傳輸高的電流和電壓。而高壓電纜正是用于連接高電壓電池、逆變器、空調壓機、三相發電機和電動機,從而實現動力電能的傳輸。但是需要說明的是電動汽車的高壓線束并不等同于我們日常生活中的高壓電力輸送電纜,僅是相對于常規汽車的低壓系統相對而言的。

  電動汽車高壓線束的要求

  1. 電壓

  和常規汽車電纜的基本差異是結構需要按額定電壓600 V設計,而如果在商用車和公共汽車上使用,額定電壓可高達1000 V。相比之下,甚至更高。目前由內燃機驅動的汽車使用的電纜被設計為額定電壓60 V。

  系統在產生的功率(P = U×I)不變的情況下,由于使用較低的電流,高電壓可以減少在傳輸系統的功率損耗(PLOSS= I2×R)。

  2. 電流

  由于電纜連接電池,逆變器和電動機,高壓電纜需要傳輸高電流。根據系統組件的功率要求,電流可達到250A到450A。這么高的電流在常規驅動的車輛上是很難找到的。

  3. 溫度

  高電流傳輸的結果導致高功耗和組件的加熱。因此高壓電纜設計為承受較高的溫度。目前可以看出對溫度要求有進一步增加的趨勢。

  相比之下,目前的車輛通常使用電纜的額定溫度到105℃就足夠了,只要是電纜不是用在發動機艙或其它耐較高的溫度的區域。電動汽車高壓電纜通常要高于這個溫度,如125℃或150℃。

  電動化汽車內如果通過的路由不利,主機廠甚至會提出更高的耐高溫要求。如排氣管附近,電機前面,電池背面等。

  4. 工作壽命

  汽車行業通常在指定的溫度等級電纜設計使用壽命為3000 h。在公認的電纜標準(如ISO 6722、ISO 14572),此值通常用于長期老化試驗。在高壓應用領域的客戶的特殊要求可能超過3000 h,在規定的溫度累計運行時間甚至達到至12000 h。

  5. 屏蔽效果

  高壓電纜的本身并不需要屏蔽,因為不像同軸電纜那樣傳輸數據,但是需要防止或減少系統中的開關電源產生的高頻輻射通過電纜誘導到周邊部件。

  和燃料驅動的車輛不同,控制電動汽車的電機的三相交流電成為必須。攜帶能量的正弦電壓相當于不同頻率的方波脈沖信號。由于高頻率的脈沖具有陡峭的沿,所以會產生能量很強的諧波發射到周邊區域。

  通過使用適當的屏蔽方法完全可以解決EMI問題。在某些情況下為滿足屏蔽效果的不同要求需要采用不同屏蔽類型的組合。

  6. 柔韌性

  混合動力汽車的開發在許多情況下面臨的挑戰是,現有的系列平臺原來只設計裝載汽油發動機和它的組件的空間納入了更多的電氣組件。即使不考慮布線,空間的限制可以預計。此外,電纜和連接器通過路由也需要空間。通常的后果是導致緊張的彎曲半徑。

  由于常規電纜固有的設計,高彎曲力難以克服。為了解決這個問題,高壓電纜高柔韌性是至關重要的。只有比較柔韌的設計,通過車輛的路由才可以容易實現。

  7. 耐彎曲

  如果電動機位于靠近車輛的運動部位,然后導致連接的高壓電纜連續振動,它要求被設計成能承受高的循環彎曲,以確保良好的彎曲耐力。

  8. 標識

  因為高電壓帶來應用風險增加,各種標準均定義高壓電纜必須在視覺上與普通汽車電纜區分,指定表面必須是鮮艷的橙色。同時也可以印刷警示內容和特殊標記,如“小心!高壓600V”、高電壓的閃電標識等。

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