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电动汽车高压线束的要求

  高压线束简介

  近年来随着国家的大力支持和推进,中国的新能源汽车的发展取得了长足进步,各式各样的新能源汽车已经陆续走进我们的日常生活。简单来说新能源汽车主要是指采用非常规的车月燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。主要包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等。

  但不管新能源汽车的形式是如何的,他们共同的特点是使用高达300V~600V甚至更高的电压平台,涉及到布线,而且他们都有着相同的基本要求,即是在电磁干扰保护系统下的安全传输高的电流和电压。而高压电缆正是用于连接高电压电池、逆变器、空调压机、三相发电机和电动机,从而实现动力电能的传输。但是需要说明的是电动汽车的高压线束并不等同于我们日常生活中的高压电力输送电缆,仅是相对于常规汽车的低压系统相对而言的。

  电动汽车高压线束的要求

  1. 电压

  和常规汽车电缆的基本差异是结构需要按额定电压600 V设计,而如果在商用车和公共汽车上使用,额定电压可高达1000 V。相比之下,甚至更高。目前由内燃机驱动的汽车使用的电缆被设计为额定电压60 V。

  系统在产生的功率(P = U×I)不变的情况下,由于使用较低的电流,高电压可以减少在传输系统的功率损耗(PLOSS= I2×R)。

  2. 电流

  由于电缆连接电池,逆变器和电动机,高压电缆需要传输高电流。根据系统组件的功率要求,电流可达到250A到450A。这么高的电流在常规驱动的车辆上是很难找到的。

  3. 温度

  高电流传输的结果导致高功耗和组件的加热。因此高压电缆设计为承受较高的温度。目前可以看出对温度要求有进一步增加的趋势。

  相比之下,目前的车辆通常使用电缆的额定温度到105℃就足够了,只要是电缆不是用在发动机舱或其它耐较高的温度的区域。电动汽车高压电缆通常要高于这个温度,如125℃或150℃。

  电动化汽车内如果通过的路由不利,主机厂甚至会提出更高的耐高温要求。如排气管附近,电机前面,电池背面等。

  4. 工作寿命

  汽车行业通常在指定的温度等级电缆设计使用寿命为3000 h。在公认的电缆标准(如ISO 6722、ISO 14572),此值通常用于长期老化试验。在高压应用领域的客户的特殊要求可能超过3000 h,在规定的温度累计运行时间甚至达到至12000 h。

  5. 屏蔽效果

  高压电缆的本身并不需要屏蔽,因为不像同轴电缆那样传输数据,但是需要防止或减少系统中的开关电源产生的高频辐射通过电缆诱导到周边部件。

  和燃料驱动的车辆不同,控制电动汽车的电机的三相交流电成为必须。携带能量的正弦电压相当于不同频率的方波脉冲信号。由于高频率的脉冲具有陡峭的沿,所以会产生能量很强的谐波发射到周边区域。

  通过使用适当的屏蔽方法完全可以解决EMI问题。在某些情况下为满足屏蔽效果的不同要求需要采用不同屏蔽类型的组合。

  6. 柔韧性

  混合动力汽车的开发在许多情况下面临的挑战是,现有的系列平台原来只设计装载汽油发动机和它的组件的空间纳入了更多的电气组件。即使不考虑布线,空间的限制可以预计。此外,电缆和连接器通过路由也需要空间。通常的后果是导致紧张的弯曲半径。

  由于常规电缆固有的设计,高弯曲力难以克服。为了解决这个问题,高压电缆高柔韧性是至关重要的。只有比较柔韧的设计,通过车辆的路由才可以容易实现。

  7. 耐弯曲

  如果电动机位于靠近车辆的运动部位,然后导致连接的高压电缆连续振动,它要求被设计成能承受高的循环弯曲,以确保良好的弯曲耐力。

  8. 标识

  因为高电压带来应用风险增加,各种标准均定义高压电缆必须在视觉上与普通汽车电缆区分,指定表面必须是鲜艳的橙色。同时也可以印刷警示内容和特殊标记,如“小心!高压600V”、高电压的闪电标识等。

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