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电动汽车用高压天康计算机电缆的设计和开发

标签:电动,汽车,高压,计算,计算机,机电,电缆,设计,开发 时间:2024年04月20日 阅读109

择要:本文旨在理清电动汽车高压天康计算机电缆(天康计算机电缆辅料)的用户(主机厂和线束厂)对用于连接高压电池、逆变器、空调压缩机、三相发电机和电动机的高压天康计算机电缆的各种技术需求;提出了作为汽车零部件供给商和现有的标准的低压汽车天康计算机电缆设计相比在机械和电气要求方面开发高压天康计算机电缆面临的挑衅。本文也阐述了采用设计方法、材料和天康计算机电缆选型战胜挑衅,同时知足汽车行业的严酷要求的途径。
一、概述
国际原油价的赓续上涨,全社会对环境恶化全球变暖的更加关注,加之各国当局税收的倾斜和政策的扶持,促使在全世界范围内替换能源尤其是电动汽车的市场份额赓续增加。
电动汽车重要包括三类,即纯电动汽车,混合动力汽车和燃料电池汽车。纯电动汽车和燃料电池汽车是完全由一个电动马达驱动的河南人事考试网,而混合动力汽车结合内燃机与电动机,在加速和低速条件下内燃机的服从不高时由电动机支撑。他们共同的特点是使用高达600V的或更高的驱动电压,涉及到布线,他们都有着雷同的基本要求,既是在EMI(电磁干扰)珍爱体系下的安全传输高的电流和电压。作为高压天康计算机电缆是用于连接高电压电池、逆变器、空调压缩机、三相发电机和电动机,实现动力电能的传输。
电动汽车的基本原理好像很简单。 但深入分析,体系的制造商正在面临着一系列的挑衅必要战胜。对电动汽车高压天康计算机电缆,其柔韧性,屏蔽,安全,尺寸等项目提出了新的技术要求,由于这些会影响大电流和高电压的组件的布线。而面对每一个可能的动力体系不同的技术要点,对所需的组件也提出了不同的特别要求。 
必要说明的是电动汽车的高压体系并不是典型的高压体系,相干术语如"高电压"和"高电流"必须仅限制在汽车领域范围内,和常规汽车的低压体系相对而言。在其他领域参照体系则采用完全不同的标准,如电力领域高电压定义起步就是几千伏水平。
二、对电动汽车高压天康计算机电缆的要求
创新的电动汽车设计对高压天康计算机电缆和体系组件提出了新的挑衅,这些要求不能完全采用现有的解决方案。详细要求分析如下。 
1. 电压
和常规汽车天康计算机电缆的基本差异是结构必要按额定电压600 V设计,而假如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天康计算机电缆被设计为额定电压60 V。
体系在产生的功率(P = U×I)不变的情况下,因为使用较低的电流,高电压可以削减在传输体系的功率损耗(PLOSS= I2×R)。
2. 电流
因为天康计算机电缆(天康计算机电缆辅料)连接电池,逆变器和电动机品牌代言人,高压天康计算机电缆必要传输高电流。根据体系组件的功率要求,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
高电流传输的效果导致高功耗和组件的加热。因此高压天康计算机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长的趋势。
相比之下,目前的车辆通常使用天康计算机电缆的额定温度到105℃就充足了,只要是天康计算机电缆不是用在发动机舱或其它耐较高的温度的区域。电动汽车高压天康计算机电缆通常要高于这个温度,如125℃或150℃。
电动汽车内假如通过的路由不利,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天康计算机电缆设计使用寿命为3000 h。在公认的天康计算机电缆标准(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别要求可能超过3000 h,在规定的温度累计运行时间甚至达到至12000 h。
5. 屏蔽结果
高压天康计算机电缆的自己并不必要屏蔽,由于不像同轴天康计算机电缆那样传输数据,但是必要防止或削减体系中的开关电源产生的高频辐射通过天康计算机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称于不同频率的方波脉冲旌旗灯号。因为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题目。在某些情况下为知足屏蔽结果的不同要求必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很多情况下面临的挑衅是,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,空间的限定可以预计。此外,天康计算机电缆和连接器通过路由也必要空间。通常的后果是导致严重的弯曲半径。
因为常规天康计算机电缆固有的设计,高弯曲力难以战胜。为了解决这个题目,高压天康计算机电缆高柔韧性是至关紧张的。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
假如电动机位于靠近车辆的活动部位,然后导致连接的高压天康计算机电缆延续振动搜索引擎排名,它要求被设计成能承受高的循环弯曲,以确保优秀的弯曲耐力。 
8. 标识
由于高电压带来应用风险增长,各种标准均定义高压天康计算机电缆必须在视觉上与通俗汽车天康计算机电缆区分,指定外观必须是美丽的橙色。
同时也可以印刷警示内容和特别标记,如"警惕!高压600V"、高电压的闪电标识等。
三、电动车天康计算机电缆的标准化近况
针对上述的电动汽车应用的高压天康计算机电缆的挑衅和要求,有需要建立新的天康计算机电缆标准,以知足供给商、线束厂以及主机厂的必要。
国际标准化组织道路车辆技术委员会电气电子分技术委员会车用天康计算机电缆工作组(ISO/TC 22/SC 3/WG4)在开展这项工作。
在ISO 6722上可以看到,基于常见的60 V天康计算机电缆标准进行了修订,以吻合600V天康计算机电缆的需求。由于它的大多要求照旧很通用的,但每每不考虑高压天康计算机电缆所需的特别设计。ISO 14572 也作了类似的修订。
目前电压高于600V高压天康计算机电缆的标准化是各工作组的一个课题。标准号是ISO 17195。
SAE将调整目前的高压(额定600 V)规范SAE J1654 对高压天康计算机电缆的要求,并涵盖从600 到1000 V的额定电压,新创建尚未发布的标准SAE J2840将定义为屏蔽类型的天康计算机电缆。
LV是德国的五大汽车公司的共同采购规范,目前推出了额定电压600 V的电动汽车高压天康计算机电缆标准LV 216。其涵盖单芯和多芯的屏蔽天康计算机电缆(天康计算机电缆辅料)。
我国的高压屏蔽天康计算机电缆的国家汽车行业标准正在制订中dc dc电源模块,其额定电压将达到1000 V。
四、电动汽车高压天康计算机电缆结构设计
标准的产品和特别很是详细的要求是很难界定的。本文的宗旨是解决基本的设计思路,通过应用先辈的高压天康计算机电缆结构原理战胜上文所述的挑衅。
1. 导体设计
高压天康计算机电缆的柔韧性,大多是由导体的设计所决定。这就是为什么高压天康计算机电缆使用具有大量特别很是小的直径的单丝的特别导体。肯定数量的单丝先辈行束绞,然后再同心的复绞,形成高压天康计算机电缆必要的软导体。
多的根数另外一个益处是更好的耐弯曲。绞线节距缩短,还可以进步高压天康计算机电缆的弯曲寿命。
2. 绝缘材料
绝缘材料的选择重要是考虑耐热要求和机械强度。相比标准的电池天康计算机电缆,可以合理选择比较软的材料,使特别设计的绞合导体保持柔韧性。
3. 成缆
天康计算机电缆当多芯时通常必要将线芯绞合起来。为了填补绞合高压天康计算机电缆线芯造成的变形,必要采用所谓退扭的专用设备。这个过程中,专用的绞线机配备的放线盘相对绞合方向反向旋转。这为防止天康计算机电缆的变形张力很有需要。
根据天康计算机电缆的结构,通常使用添补,以保证屏蔽天康计算机电缆较高的同心度,最终取得一个令人写意的高压天康计算机电缆。在绞合缆芯使用包带可以保持天康计算机电缆的柔韧性。
4. 屏蔽
因为EMC(电磁兼容性)的要求,使用多根铜丝组成编织屏蔽。镀锡铜丝可以使其抵抗环境影响如氧化等变得更增强大。用细的铜丝可以保持设计的柔韧性 
屏蔽必要有一个90%以上的覆盖率战胜前面介绍的EMI题目。
屏蔽结果的不同必要,编织屏蔽可以结合其他各种屏蔽,如铝塑吻合薄膜。屏蔽外可以绕包一层无纺布,以确保在装置过程中轻松的剥下护套。
5. 护套
和线芯的绝缘一样,护套材料根据热和机械性的要求选择。因为直接接触,像耐液体和耐磨等的环境属性对护套也尤其紧张。这些特征重要取决于所选护套材料类型,而在肯定程度也受护套结构设计影响。
假如特别要求,如战胜安装车辆环境的磨损,要求增长耐磨性,这在选择材料时就必要考虑。通常使用测试设备模仿实际情况用于验证这些特征。
选择比较软的材料,受益的是柔韧性,而这可能会导致高压天康计算机电缆较低的耐磨。
根据相干规范中规定,挤出外衣应是一个美丽的的橙色,根据规定也可以添加特别的警示高压的标记。
五、电动汽车高压天康计算机电缆的特征和优化
完善复杂的设计和使用高品质的材料,效果将导致昂贵的天康计算机电缆成本。经验注解,针对详细的高压天康计算机电缆,每每可以通过截面,温度要求,柔韧性以及屏蔽结果的优化而相机行事。重量和成本节省可以彰显,过度尺寸和过度的组件可以避免。
1. 截面积和温度等级的优化
天康计算机电缆(天康计算机电缆辅料)的选择大多是根据环境温度和传送电流的指标。在这方面,最紧张的特征?"天康计算机电缆截面"和"天康计算机电缆所用材料的耐热等级"。
导体的电压降转化为热能加热的高压天康计算机电缆的导体。这种热可部分转移到环境,使导线运行温度降低。较低的温度梯度可以转移较少的热量。延续负载电流的天康计算机电缆可以导致承受最高的额定温度。该温度可以造成所用材料的老化。
天康计算机电缆设计者面临的挑衅,设计最合适应用的天康计算机电缆:过度的导体规格可能会导致成本和重量增长,较大的外径。最坏的情况,仅考虑可能的最高的负载电流和环境温度,将导致采用大截面天康计算机电缆,耐高温材料,如有机氟或硅材料。
确定电流和负载环境温度的关系从技术和经济角度看是很故意义的。应考虑真正的驱动器周期性的动态电流峰值,许可合理的定义最坏情况下负载电流和峰值电流。 
一个好的设计的先决条件是对基本条件的了解,如必须首先确定环境温度和天康计算机电缆负载。一样平常大截面高压天康计算机电缆在温度转变方面具有较大惯性,所以车辆加速或减速的电流峰值不会导致一个大的导体温度的影响。许可偶然短期温度峰值即使超过在以上定义的天康计算机电缆温度等级,高压天康计算机电缆处理这些峰值的能力通常是由热过载性能定义。从而天康计算机电缆不必要设计为较高的工作温度等级,没有需要采用超过指定工作温度的天康计算机电缆。可以综合考虑常驻负载电流以及单脉冲或系列脉冲连同各种参数,如环境温度。 
理论基础和实际中获得的经验相结合,可以初步确定、选择和得到优化的知足应用的高压天康计算机电缆。
2. 柔韧性的优化
对车辆的天康计算机电缆布线的可用空间值得细心考虑。仅在车辆某个详细区域严重的弯曲半径必要会导致团体天康计算机电缆的柔韧性要求进步。假如可能在团体设计进行小的变更,避免紧弯曲的题目是特别很是故意义的。
天康计算机电缆没有需要必须具有最高的柔韧性。确切的定义弯曲力,并结合结构和响应的测试设备,使天康计算机电缆的设计者创建最合适应用的设计。分外是对较大截面的天康计算机电缆,用比较柔韧或常规的结构设计替换高柔韧的设计会明显降低成本。
3. 屏蔽结果的优化 
在肯定频率范围内定义的屏蔽结果对天康计算机电缆的开发是特别很是需要的。没有关于频率信息的屏蔽结果不是很有效,这可能导致解决方案采用过度的尺寸和使用昂贵的组合屏蔽,从技术角度来看这已经不需要。
通常情况下,电动汽车天康计算机电缆开发设计阶段可以用理论计算给出一个预期的结果值供考虑。然后用实物通过试验手段进行高压天康计算机电缆的屏蔽结果验证。
六、结束语
电动汽车的高压线束和传统的布线体系比仍有很长的路要走。详细规范要求通常没有明确界定,这会造成技术上复杂化,从而导致昂贵的解决方案。
开发阶段涉及的所有各方必须采用体系为导向的方法对高压天康计算机电缆技术和成本合理优化。这些当事方可能包括天康计算机电缆,连接器和组件供给商商,线束厂以及主机厂。整个体系的知识积累和一个面向目标要求的高压天康计算机电缆的规范是优化设计的基础。天康计算机电缆制造的研发部门行使理论计算以及合适的测量设备验证有能力开发更适合应用的天康计算机电缆(天康计算机电缆辅料)。

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