高壓線(xiàn)束在新能源轎車(chē)中屬于高安全件, 所以高壓線(xiàn)束的規(guī)劃及安置至關(guān)重要。整車(chē)高壓線(xiàn)束首要的規(guī)劃方案觸及到線(xiàn)束走向 規(guī)劃、線(xiàn)徑規(guī)劃、高壓銜接器選型、充電口的類(lèi)型 和運(yùn)用、屏蔽規(guī)劃、高壓線(xiàn)束固定卡扣選型、高壓 線(xiàn)槽規(guī)劃、高壓互鎖HVIL規(guī)劃、GROMMET規(guī)劃等。
一、高壓線(xiàn)束走向安置及區(qū)分類(lèi)型
1 混合動(dòng)力高壓部件布局圖
圖1為混合動(dòng)力高壓部件布局圖。高壓體系在 規(guī)劃方面,考慮到電磁攪擾的因素,整個(gè)高壓體系 均由屏蔽層悉數(shù)包覆?,F(xiàn)在國(guó)內(nèi)車(chē)型悉數(shù)選用屏蔽 高壓線(xiàn),曰系車(chē)也有運(yùn)用屏蔽網(wǎng)包覆在高壓線(xiàn)外 側(cè),插件處處理完成屏蔽銜接。同時(shí)因?yàn)楦邏阂呀?jīng) 超出人體安全電壓,車(chē)身不行像低壓體系一樣作為 整車(chē)搭鐵點(diǎn),因此在高壓線(xiàn)束體系的規(guī)劃上,直流 高壓電回路有必要嚴(yán)格履行雙軌制。依據(jù)高壓線(xiàn)束的 特性,我們一般以高壓電器為中心對(duì)高壓線(xiàn)束進(jìn)行 區(qū)分,可分為電機(jī)高壓線(xiàn)、電池高壓線(xiàn)、充電高壓線(xiàn)等。
電機(jī)高壓線(xiàn)一般是銜接操控器和電機(jī)的高壓線(xiàn); 電池高壓線(xiàn)一般是銜接操控器和電池的高壓線(xiàn);充電高壓線(xiàn)一般是銜接充電機(jī)和電池的高壓線(xiàn)。
二、高壓線(xiàn)束特性
高壓線(xiàn)束耐壓與耐溫等級(jí)的功用遠(yuǎn)高于低壓線(xiàn) 束等級(jí),國(guó)內(nèi)主機(jī)廠一般選用屏蔽高壓線(xiàn),近年來(lái) 日本主機(jī)廠首要選用非屏蔽高壓線(xiàn)外包裹屏蔽網(wǎng)工序。屏蔽高壓線(xiàn)可削減EMI、RFI對(duì)整車(chē)體系的影 響。整條高壓線(xiàn)束回路均完成屏蔽銜接,電機(jī)、控 制器及電池等接口高壓線(xiàn)束屏蔽層,經(jīng)過(guò)插件等壓 接結(jié)構(gòu)銜接到電池電機(jī)操控器殼體,再與車(chē)身搭鐵 銜接。高壓線(xiàn)的屏蔽關(guān)于電纜傳導(dǎo)數(shù)據(jù)不是有必要的,可是可削減或防止高壓線(xiàn)的輻射。
耐壓功用:慣例轎車(chē)耐高壓額外600V,商用車(chē)及大巴士電壓可高達(dá)1000V;
耐電流功用:依據(jù) 高壓體系部件的電流量,可達(dá)250~400A;
耐溫功用:耐高溫等級(jí)分為125丈、150丈、200丈不等, 慣例挑選150丈導(dǎo)線(xiàn);低溫慣例-40丈。
三、線(xiàn)徑規(guī)劃
需求綜合考慮以下幾方面:
①負(fù)載回路的額外電流值;
②電線(xiàn)導(dǎo)體的容許溫度;
③線(xiàn)束作業(yè)時(shí)周 圍環(huán)境的溫度;
④導(dǎo)線(xiàn)自身通電時(shí)溫度上升引起的 通電率下降;
⑤成捆線(xiàn)束容許電流的折減系數(shù)。
電線(xiàn)容許電流值 x 環(huán)境溫度引起的通電率下降 x 捆扎引起的折減系數(shù)>額外電流值。
鑒于環(huán)境溫度對(duì)通電率下降的影響(駕馭室內(nèi) 40丈、發(fā)動(dòng)機(jī)室80丈),導(dǎo)體阻抗的上升需做考慮。 因此:電線(xiàn)的耐熱溫度>環(huán)境溫度+導(dǎo)體通電時(shí)的 溫度上升。
導(dǎo)線(xiàn)最大穩(wěn)態(tài)溫升應(yīng)不超越額外溫度導(dǎo)線(xiàn)絕緣層、插件資料或其他導(dǎo)線(xiàn)觸及的資料。導(dǎo)線(xiàn)安培容 量許多決定因素變量,如:導(dǎo)體尺度、絕緣資料、 絕緣層厚度、環(huán)境溫度、導(dǎo)線(xiàn)綁縛尺度、導(dǎo)體資料。
四、高壓銜接器及充電口類(lèi)型和運(yùn)用
4.1高壓銜接器類(lèi)型和運(yùn)用
高壓銜接器按有無(wú)屏蔽功用分為非屏蔽型銜接
器(圖2)和屏蔽型銜接器(圖3)。
圖2 非屏蔽銜接器
圖3 屏蔽型銜接器
非屏蔽型銜接器結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)略,無(wú)屏蔽功用, 本錢(qián)相對(duì)低。運(yùn)用在無(wú)需屏蔽的方位,如充電回 路、電池包殼體內(nèi)部及操控器內(nèi)部等由金屬殼體包覆的電器上。
屏蔽型銜接器結(jié)構(gòu)雜亂,有屏蔽要求,本錢(qián)相 對(duì)高。適用于有必要有屏蔽功用的當(dāng)?shù)?,如電器外?與高壓線(xiàn)束的銜接。
一切高壓銜接器都要求防水,依據(jù)運(yùn)用方位不 同,防水等級(jí)也不一樣。現(xiàn)在運(yùn)用居多的有1P銜接 器(圖4)、2P銜接器(圖5)及3P銜接器,超越3P 的銜接器比較罕見(jiàn),通用性太小并且開(kāi)發(fā)本錢(qián)高, —般銜接器廠家很少開(kāi)發(fā)。
1P銜接器結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)略,本錢(qián)相對(duì)低。滿(mǎn)意高 壓體系的屏蔽、防水等要求,但安裝工序雜亂,修理性差。一般能夠運(yùn)用在電池包甩線(xiàn)、電機(jī)甩線(xiàn) 等,也能夠運(yùn)用在高壓電器內(nèi)部電路銜接,如高壓 電池包內(nèi)部等。
2P銜接器結(jié)構(gòu)雜亂,本錢(qián)相對(duì)高。滿(mǎn)意高壓系 統(tǒng)的屏蔽、防水等要求,修理性好。一般用于直流 電輸入輸出,如高壓電池包上、操控器端、充電機(jī) 直流電輸出端等。
4.2修理開(kāi)關(guān)類(lèi)型和運(yùn)用
修理開(kāi)關(guān)在高壓體系中必不行少,在高壓體系 需求檢查修理時(shí),有必要先斷開(kāi)高壓電源,首要就是 經(jīng)過(guò)斷開(kāi)修理開(kāi)關(guān)來(lái)完成斷開(kāi)高壓總電源。
1) 帶熔斷絲開(kāi)關(guān)(圖6)—般裝置在高壓電 池包上,并要安置在便利插拔的方位。特色:帶熔 斷絲,結(jié)構(gòu)雜亂,本錢(qián)相對(duì)高,體積相對(duì)大,適用 于大電流的高壓體系上。
圖6 帶熔斷絲開(kāi)關(guān)
不帶熔斷絲開(kāi)關(guān)(圖7)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)略,本錢(qián) 低,體積相對(duì)小,適用于安置空間嚴(yán)重的方位。如 果修理開(kāi)關(guān)內(nèi)部不帶熔斷絲,高壓電氣體系中也應(yīng) 該要有熔斷絲對(duì)電路進(jìn)行維護(hù)。
圖7 不帶熔斷絲開(kāi)關(guān)
4.3充電接口的類(lèi)型和運(yùn)用
兩種充電接口,一種為車(chē)載充電機(jī)供給溝通電 能的接口,另一種是為電動(dòng)轎車(chē)供給直流電能的接 口,適用于溝通額外電壓為220V和直流額外電壓不 超越750 V的電動(dòng)汽 車(chē)傳導(dǎo)式充電接口。
1)直流快充充 電口(圖8)滿(mǎn)意國(guó) 標(biāo) GBT 20234.3—2011。
圖8 直流快充充電口
車(chē)輛插頭和車(chē)輛插座別離包含9對(duì)觸頭,其電氣參數(shù)值及功用界說(shuō)見(jiàn)表1。
車(chē)輛插頭和插座的觸頭安置方法如圖9和圖10 所示。
充電口和充電座滿(mǎn)意國(guó)標(biāo)要求,直流快充系 統(tǒng),電流電壓較大,整個(gè)充電口和充電座的要求更 高,體積比慢充充電口和充電座更大,本錢(qián)較高。 國(guó)標(biāo)規(guī)則:快充的額外直流電壓為750V (DC),額外直流電流為125 A和 250 A (DC)兩 種規(guī)范。
2)溝通慢充充 電口(圖11)滿(mǎn)意 國(guó)標(biāo) GBT 20234.2— 2011。
車(chē)輛插頭和車(chē) 輛插座別離包含7對(duì)觸頭,其電氣參數(shù)值及功用定 義見(jiàn)表2。
車(chē)輛插頭和插座的觸頭安置方法如圖12和圖13 所示。
充電口和充電座滿(mǎn)意國(guó)標(biāo)要求,慢充體系與快 充體系相比,作業(yè)電壓電流較小,整個(gè)充電口和充 電座要求比快充的低,體積相對(duì)較小,本錢(qián)稍低。 國(guó)標(biāo)規(guī)則,慢充額外溝通電壓為溝通250 V和440 V(AC),慢充額外溝通電流為16A和32A (AC)。
五、屏蔽及EMC攪擾規(guī)劃
高壓線(xiàn)束每個(gè)接口均選用屏蔽處理,前后電機(jī) 接口處為屏蔽卡環(huán)與電氣盒導(dǎo)軌壓接,操控器及電 池箱插件選用有屏蔽功用的結(jié)構(gòu)件。
EMC是新能源車(chē)型面對(duì)的一大問(wèn)題,電機(jī)、控 制器等高壓部件宣布不同頻段的電磁波對(duì)整車(chē)音響 倒車(chē)影像及變速器傳感器等發(fā)生攪擾,現(xiàn)在國(guó)標(biāo)沒(méi) 有具體關(guān)于此方面的規(guī)范。有些主機(jī)廠選用在相關(guān) 高壓零件(包含設(shè)備和線(xiàn)束)均添加磁環(huán)(圖14), 整車(chē)EMC問(wèn)題得到大大的改進(jìn)。
圖14 磁環(huán)
5.1磁環(huán)原料
依據(jù)要按捺攪擾的頻率不同,挑選不同磁導(dǎo)率 的鐵氧體資料,鐵氧體資料的磁導(dǎo)率越高,低頻的阻抗越大,高頻的阻抗越小。
5.2磁環(huán)功用
[1]磁環(huán)的作用與電路阻抗有關(guān)電路的阻抗 越低,則磁環(huán)的濾波作用越好。鐵氧體資料的阻抗 越大,濾波作用也越好。電纜兩頭裝置了電容式濾 波銜接器時(shí),其阻抗很低,磁環(huán)的作用更顯著。
[2]磁環(huán)的裝置方位 _般盡量接近攪擾源。 關(guān)于高壓體系的高壓線(xiàn),磁環(huán)盡量接近電機(jī)、操控 器高壓線(xiàn)的進(jìn)出口。
[3]磁環(huán)尺度的斷定磁環(huán)的內(nèi)外徑差越大, 軸向越長(zhǎng),阻抗越大。內(nèi)徑_定要包緊導(dǎo)線(xiàn),因 此,要獲得大的衰減,在磁環(huán)內(nèi)徑包緊導(dǎo)線(xiàn)的前提 下,盡量運(yùn)用體積較大的磁環(huán)。
[4]電纜上磁環(huán)的個(gè)數(shù)添加電纜上磁環(huán)的個(gè) 數(shù),能夠添加低頻的阻抗,但高頻的阻抗會(huì)減小, 這是因?yàn)榧纳娙萏砑拥脑颉?
六、車(chē)底板高壓線(xiàn)束維護(hù)規(guī)劃
高壓線(xiàn)束體系有必要滿(mǎn)意整車(chē)總體安置及人機(jī)工 程的要求,關(guān)于安置在發(fā)動(dòng)機(jī)艙及底盤(pán)部分的高壓 線(xiàn)束應(yīng)特別注意線(xiàn)束的維護(hù)方法。安置在底盤(pán)部分 的高壓線(xiàn)束應(yīng)充分考慮車(chē)輛涉水、刮底盤(pán)等狀況, 在安置規(guī)劃高壓線(xiàn)束的時(shí)分充分考慮防水、防泥沙 飛濺、防刮傷等因素,能夠選用塑料線(xiàn)槽、金屬?gòu)?管規(guī)劃來(lái)維護(hù)高壓線(xiàn)束。線(xiàn)槽考慮可安裝性,分槽 蓋導(dǎo)槽將高壓線(xiàn)束扣合后固定在車(chē)底板上,金屬管 為彎折機(jī)器加工成型,工藝相對(duì)繁瑣。本田思域?yàn)?線(xiàn)槽結(jié)構(gòu),豐田普瑞斯為金屬管結(jié)構(gòu)。
七、高壓互鎖HVIL規(guī)劃
高壓部件帶有高壓互鎖人性化安全規(guī)劃,貫穿 整車(chē)一切高壓部件,拆開(kāi)前有必要先斷開(kāi)高壓互鎖結(jié) 構(gòu)才可履行拆開(kāi)操作。由BMS、HCU履行操控反應(yīng)。
八、高壓線(xiàn)GROMMET方案規(guī)劃
橡膠圈是固定在線(xiàn)束上的橡膠類(lèi)部品,和車(chē)體 相應(yīng)部分相配合,起密封、防水等作用,多用于線(xiàn) 束穿過(guò)車(chē)身鈑金的當(dāng)?shù)亍?
高壓線(xiàn)橡膠件考慮強(qiáng)度問(wèn)題,選用橡膠與塑料 組合件,對(duì)鈑金固定匹配、抗拉伸強(qiáng)度都有確保。 高壓線(xiàn)束一般較粗,彎曲應(yīng)力相對(duì)很大,高壓銜接器體積較大,在橡膠圈規(guī)劃上體積會(huì)大許多,同時(shí)固定強(qiáng)度要求也會(huì)很高,結(jié)構(gòu)方面相對(duì)較雜亂,資料挑選方面要求會(huì)更高。
九、高壓線(xiàn)束固定卡扣選型和包覆物
高壓線(xiàn)束因?yàn)閺?qiáng)度大,挑選推拉式螺柱固定卡 扣,便于安裝修理。包覆物的作用首要有防磨、降噪、隔熱、漂亮等,特性如表3所示。
十、總結(jié)
高壓線(xiàn)束線(xiàn)徑的合理挑選,固定維護(hù)的優(yōu)化布 置,本錢(qián)操控都成為高壓線(xiàn)束規(guī)劃的要?jiǎng)?wù),新能源 轎車(chē)有著廣泛的市場(chǎng)前景。