高壓線束在新能源轎車中屬于高安全件, 所以高壓線束的規(guī)劃及安置至關(guān)重要。整車高壓線束首要的規(guī)劃方案觸及到線束走向 規(guī)劃、線徑規(guī)劃、高壓銜接器選型、充電口的類型 和運用、屏蔽規(guī)劃、高壓線束固定卡扣選型、高壓 線槽規(guī)劃、高壓互鎖HVIL規(guī)劃、GROMMET規(guī)劃等。
一、高壓線束走向安置及區(qū)分類型
1 混合動力高壓部件布局圖
圖1為混合動力高壓部件布局圖。高壓體系在 規(guī)劃方面,考慮到電磁攪擾的因素,整個高壓體系 均由屏蔽層悉數(shù)包覆?,F(xiàn)在國內(nèi)車型悉數(shù)選用屏蔽 高壓線,曰系車也有運用屏蔽網(wǎng)包覆在高壓線外 側(cè),插件處處理完成屏蔽銜接。同時因為高壓已經(jīng) 超出人體安全電壓,車身不行像低壓體系一樣作為 整車搭鐵點,因此在高壓線束體系的規(guī)劃上,直流 高壓電回路有必要嚴格履行雙軌制。依據(jù)高壓線束的 特性,我們一般以高壓電器為中心對高壓線束進行 區(qū)分,可分為電機高壓線、電池高壓線、充電高壓線等。
電機高壓線一般是銜接操控器和電機的高壓線; 電池高壓線一般是銜接操控器和電池的高壓線;充電高壓線一般是銜接充電機和電池的高壓線。
二、高壓線束特性
高壓線束耐壓與耐溫等級的功用遠高于低壓線 束等級,國內(nèi)主機廠一般選用屏蔽高壓線,近年來 日本主機廠首要選用非屏蔽高壓線外包裹屏蔽網(wǎng)工序。屏蔽高壓線可削減EMI、RFI對整車體系的影 響。整條高壓線束回路均完成屏蔽銜接,電機、控 制器及電池等接口高壓線束屏蔽層,經(jīng)過插件等壓 接結(jié)構(gòu)銜接到電池電機操控器殼體,再與車身搭鐵 銜接。高壓線的屏蔽關(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的輻射。
耐壓功用:慣例轎車耐高壓額外600V,商用車及大巴士電壓可高達1000V;
耐電流功用:依據(jù) 高壓體系部件的電流量,可達250~400A;
耐溫功用:耐高溫等級分為125丈、150丈、200丈不等, 慣例挑選150丈導(dǎo)線;低溫慣例-40丈。
三、線徑規(guī)劃
需求綜合考慮以下幾方面:
①負載回路的額外電流值;
②電線導(dǎo)體的容許溫度;
③線束作業(yè)時周 圍環(huán)境的溫度;
④導(dǎo)線自身通電時溫度上升引起的 通電率下降;
⑤成捆線束容許電流的折減系數(shù)。
電線容許電流值 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)境溫度對通電率下降的影響(駕馭室內(nèi) 40丈、發(fā)動機室80丈),導(dǎo)體阻抗的上升需做考慮。 因此:電線的耐熱溫度>環(huán)境溫度+導(dǎo)體通電時的 溫度上升。
導(dǎo)線最大穩(wěn)態(tài)溫升應(yīng)不超越額外溫度導(dǎo)線絕緣層、插件資料或其他導(dǎo)線觸及的資料。導(dǎo)線安培容 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)線綁縛尺度、導(dǎo)體資料。
四、高壓銜接器及充電口類型和運用
4.1高壓銜接器類型和運用
高壓銜接器按有無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)相對簡略,無屏蔽功用, 本錢相對低。運用在無需屏蔽的方位,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,本錢相 對高。適用于有必要有屏蔽功用的當?shù)?,如電器外?與高壓線束的銜接。
一切高壓銜接器都要求防水,依據(jù)運用方位不 同,防水等級也不一樣?,F(xiàn)在運用居多的有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,通用性太小并且開發(fā)本錢高, —般銜接器廠家很少開發(fā)。
1P銜接器結(jié)構(gòu)相對簡略,本錢相對低。滿意高 壓體系的屏蔽、防水等要求,但安裝工序雜亂,修理性差。一般能夠運用在電池包甩線、電機甩線 等,也能夠運用在高壓電器內(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,本錢相對高。滿意高壓系 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 直流電輸出端等。
4.2修理開關(guān)類型和運用
修理開關(guān)在高壓體系中必不行少,在高壓體系 需求檢查修理時,有必要先斷開高壓電源,首要就是 經(jīng)過斷開修理開關(guān)來完成斷開高壓總電源。
1) 帶熔斷絲開關(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,本錢相對高,體積相對大,適用 于大電流的高壓體系上。
圖6 帶熔斷絲開關(guān)
不帶熔斷絲開關(guān)(圖7)結(jié)構(gòu)簡略,本錢 低,體積相對小,適用于安置空間嚴重的方位。如 果修理開關(guān)內(nèi)部不帶熔斷絲,高壓電氣體系中也應(yīng) 該要有熔斷絲對電路進行維護。
圖7 不帶熔斷絲開關(guān)
4.3充電接口的類型和運用
兩種充電接口,一種為車載充電機供給溝通電 能的接口,另一種是為電動轎車供給直流電能的接 口,適用于溝通額外電壓為220V和直流額外電壓不 超越750 V的電動汽 車傳導(dǎo)式充電接口。
1)直流快充充 電口(圖8)滿意國 標 GBT 20234.3—2011。
圖8 直流快充充電口
車輛插頭和車輛插座別離包含9對觸頭,其電氣參數(shù)值及功用界說見表1。
車輛插頭和插座的觸頭安置方法如圖9和圖10 所示。
充電口和充電座滿意國標要求,直流快充系 統(tǒng),電流電壓較大,整個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,本錢較高。 國標規(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)滿意 國標 GBT 20234.2— 2011。
車輛插頭和車 輛插座別離包含7對觸頭,其電氣參數(shù)值及功用定 義見表2。
車輛插頭和插座的觸頭安置方法如圖12和圖13 所示。
充電口和充電座滿意國標要求,慢充體系與快 充體系相比,作業(yè)電壓電流較小,整個充電口和充 電座要求比快充的低,體積相對較小,本錢稍低。 國標規(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
高壓線束每個接口均選用屏蔽處理,前后電機 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是新能源車型面對的一大問題,電機、控 制器等高壓部件宣布不同頻段的電磁波對整車音響 倒車影像及變速器傳感器等發(fā)生攪擾,現(xiàn)在國標沒 有具體關(guān)于此方面的規(guī)范。有些主機廠選用在相關(guān) 高壓零件(包含設(shè)備和線束)均添加磁環(huán)(圖14), 整車EMC問題得到大大的改進。
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,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,磁環(huán)盡量接近電機、操控 器高壓線的進出口。
[3]磁環(huán)尺度的斷定磁環(huán)的內(nèi)外徑差越大, 軸向越長,阻抗越大。內(nèi)徑_定要包緊導(dǎo)線,因 此,要獲得大的衰減,在磁環(huán)內(nèi)徑包緊導(dǎo)線的前提 下,盡量運用體積較大的磁環(huán)。
[4]電纜上磁環(huán)的個數(shù)添加電纜上磁環(huán)的個 數(shù),能夠添加低頻的阻抗,但高頻的阻抗會減小, 這是因為寄生電容添加的原因。
六、車底板高壓線束維護規(guī)劃
高壓線束體系有必要滿意整車總體安置及人機工 程的要求,關(guān)于安置在發(fā)動機艙及底盤部分的高壓 線束應(yīng)特別注意線束的維護方法。安置在底盤部分 的高壓線束應(yīng)充分考慮車輛涉水、刮底盤等狀況, 在安置規(guī)劃高壓線束的時分充分考慮防水、防泥沙 飛濺、防刮傷等因素,能夠選用塑料線槽、金屬彎 管規(guī)劃來維護高壓線束。線槽考慮可安裝性,分槽 蓋導(dǎo)槽將高壓線束扣合后固定在車底板上,金屬管 為彎折機器加工成型,工藝相對繁瑣。本田思域為 線槽結(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 整車一切高壓部件,拆開前有必要先斷開高壓互鎖結(jié) 構(gòu)才可履行拆開操作。由BMS、HCU履行操控反應(yīng)。
八、高壓線GROMMET方案規(guī)劃
橡膠圈是固定在線束上的橡膠類部品,和車體 相應(yīng)部分相配合,起密封、防水等作用,多用于線 束穿過車身鈑金的當?shù)亍?
高壓線橡膠件考慮強度問題,選用橡膠與塑料 組合件,對鈑金固定匹配、抗拉伸強度都有確保。 高壓線束一般較粗,彎曲應(yīng)力相對很大,高壓銜接器體積較大,在橡膠圈規(guī)劃上體積會大許多,同時固定強度要求也會很高,結(jié)構(gòu)方面相對較雜亂,資料挑選方面要求會更高。
九、高壓線束固定卡扣選型和包覆物
高壓線束因為強度大,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)
高壓線束線徑的合理挑選,固定維護的優(yōu)化布 置,本錢操控都成為高壓線束規(guī)劃的要務(wù),新能源 轎車有著廣泛的市場前景。