新能源高压线束设计探讨
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新能源汽车的发展推动了线束行业的发展，汽车线束市场逐渐由低成本转化为有技术含量的市场，线束加工技术、加工工艺以及加工设备进行了新一轮的升级。随着生产技术的逐步完善，电动汽车整车线束作为车辆的信号传输、整车供电、车辆功能实现的主要连接及传输系统，越来越受到重视。 1 高压线束的绝缘材料 硅橡胶的击穿电压高，故具有耐电弧性、耐漏电痕迹性、耐臭氧性，其同时具有良好的耐高低温性，耐高温可达200 ℃，绝缘性能良好，在高温高湿条件下性能稳定、阻燃。硅橡胶因具有物理机械性能良好、使用寿命长、价格低廉等优点而成为了电动乘用车高压电缆绝缘材料的首选。最终设计的电动乘用车高压电缆的结构如图1所示。 2 高压线束特性 高压线束耐压与耐温等级的性能远高于低压线束等级，国内主机厂通常采用屏蔽高压线，近年来日本主机厂主要采用非屏蔽高压线外包裹屏蔽网工序。 屏蔽高压线可减少EMI( 电磁干扰)、RFI( 无线电干扰)对整车系统的影响。整条高压线束回路均实现屏蔽连接，电机、控制器及电池等接口高压线束屏蔽层，通过插件等压接结构连接到电池电机控制器壳体，再与车身搭铁连接。高压线的屏蔽对于电缆传导数据不是必须的，但是可减少或避免高压线的辐射。(高压线束屏蔽的必要性) 耐压性能：常规汽车耐高压额定600V，商用车及大巴士电压可高达1000V； 耐电流性能：根据高压系统部件的电流量，可达250~400A； 耐温性能：耐高温等级分为125℃、150℃、200℃不等， 高温常规选择150℃导线；低温常规-40℃。 3 高压线束设计规范 3.1 总体设计要求 高压线束的电压已经超出人体安全电压，车身不能作为整车搭铁点，必须严格执行双轨制；对于电动汽车高压线束连接器的选择可以考虑耐高压、防水性能好、环路互锁以及屏蔽层连接等功能。 3.2 搭铁设计 由于新能源汽车高压部件较多，在设计时高压线束以及高压部件壳体都需要采用搭铁设计。 3.3机械防护和防尘防水设计 由于电动乘用车高压电缆的直径较大，需要进行专门的布线走向，即电动乘用车高压线束布局在车外，因此必须对电动乘用车高压线束进行机械防护和防尘防水设计。 为了提高高压线束的机械防护和防尘防水性能，在接插的连接器间以及连接器连接电缆的位置均采用了密封圈等防护措施，防止水汽和灰尘进入，从而确保连接器的密封环境，避免接触件之间短路的风险，以及防止湿气进入，避免产生火花等安全问题。 对于布置在发动机舱及底盘部分的高压线束应特别注意线束的保护方式。布置在底盘部分的高压线束应充分考虑车辆涉水、刮底盘等情况， 在布置设计高压线束的时候充分考虑防水、防泥沙飞溅、防刮伤等因素，可以采用塑料线槽、金属弯管设计来保护高压线束。线槽考虑可装配性，分槽盖导槽将高压线束扣合后固定在车底板上，金属管为弯折机器加工成型，工艺相对繁琐。本田思域为线槽结构，丰田普瑞斯为金属管结构。 3.4 屏蔽及EMC干扰设计 为了使所设计的高压线束在满足基本的可靠电气连接要求外，还具有出色的电磁屏蔽性能，展开了高压线束的屏蔽性能设计。高压线束的屏蔽性能设计主要包括高压电缆自身的屏蔽性能设计、高压电缆与高压连接器结合处的屏蔽性能设计、高压连接器自身的屏蔽性能设计及高压连接器插合界面处的屏蔽性能设计。 |
