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电动汽车高压线束技术规范及SEM电动汽车高压线束的研发与实验

时间:2022-09-20 13:30:00 扩束型光电混合连接器

电动汽车高压线束技术规范SEM电动汽车高压线束的研发与实验
1、范围

本规范规定了电动汽车高压线束设计过程中涉及的符号、代号、术语及其定义、设计准则、布局要求、结构设计要求、材料选择要求、性能设计要求、设计方法、安全使用要求等。

2.规范引用文件

以下文件对本文件的应用至关重要。所有注释日期的引用文件,仅注释日期的版本适用于本文件。最新版本(包括所有修改表)适用于本文件。

GB/T 2423.17 电工电子产品基本环境试验规程-盐雾试验

GB 4208 壳体防护等级(IP代码)

GB/T 12528-2008 额定交流电压3kv以下轨道交通车用电缆

GB 14315 压接铜、铝接线端子和电力电缆导体连接管

GB/T 14691 技术制图 字体

GB/T 18384.2 电动汽车 安全要求 第二部分功能安全和故障保护

GB/T 18384.3 电动汽车 安全要求 第3部分 触电保护人员

GB/T 18487.1 电动汽车传导充电系统 一般要求

GB/T 18487.2 电动车辆传导充电系统电动车辆与交流直流电源的连接要求

GB/T 18488.1 电动汽车电机及其控制器的技术条件

GB/T 19596 电动汽车术语

QC/T 413 汽车电气设备基本技术条件

Q/TEV 100 车辆产品图和技术文件编号规则

Q/TEV 31306 电动汽车线束号规则

Q/TEV 31307 电动汽车动力系统线号编号规则

SAE J1654 高压电缆

SAE J1673 电动汽车高压电缆总成设计

SAE J1742 道路测量车载线束高压连接-试验方法和一般性能要求

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3.术语和定义

1.工作电压:电气系统在任何正常工作状态下可能产生的交流电压(均方根值)rms)或者直流电压的最高值(不考虑瞬时电压)。

2.高压:根据具体电压等级,电动汽车的电压等级为B级。

直流:DC60V

交流:(15HZ-150Hz)AC25V

3.高压系统:所有直接或间接连接到高压电路,包括线束(电缆和插件)和设备(负载、发电机、储能系统),均称为高压系统。

4.带电部件:正常使用时通电的导体或导体部件。

5.直接接触:人员与带电部件的接触

6.暴露可导电部件

按照GB 4208规定可以通过IPXXB试指触及的导电部件。

注1:这个概念是针对特定电路的。一个电路中的带电部件可能是另一个电路中的暴露导体。例如,电动汽车的车身可能是照明和刮刮电机电路中的带电部件,但对于动力电路,它是暴露导体。

7.间接接触:在人员和基本绝缘故障的情况下,暴露导电部件之间的接触变成带电。

8.爬电距离:沿绝缘材料表面的最短距离,连接端子的带电部分(包括任何导电连接器)和电底盘,或两个电位不同的带电部分。

9.导电部件:能使电流通过的部件在正常工作状态下不导电,但在基本绝缘故障时可能成为带电部件。

10.压接:接触端子和导线通常是压接。对于可选的,如硬焊接或软焊接,应通过检查环境和需求进行合理选择。为简化,本设计规范中的连接是指压接。

4.应满足的功能要求和性质要求

1.功能要求

高压线束的主要功能是在电压和所需安装环境下安全传输电流;必须遵守高压电的安全标准。

2.性能要求

(1)温度要求

根据整车位置,整车温度可分为表1所示的三档。

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电缆长期允许工作温度不超过125℃,如果电缆的布置环境温度超过电缆允许的工作温度,则应遵循本规范第8条.第一节规定,采用增加电缆截面积的方法,使线束满足环境温度的要求。

(2)电压要求

根据电动汽车的电压等级为B级,整车高压的额定电压为:DC1000V、AC660V;

高压线束的额定电压应略高于车辆的额定电压,高压线束的额定电压为:AC750V。

(3)耐电压

根据GB/T 18488.1.无电连接电路之间的介电强度应耐受(2)U 1000)试验电压,即当线束与部件分离时,线束对车身的耐电压:AC2500V/50HZ/1min,漏电流不超过10mA,闪烁击穿不发生。

(4)绝缘电阻

根据SAE J绝缘电阻试验电压为1742DC1000V,当线束与连接件脱离时,线束对车身的绝缘电阻在任何情况下都应大于100mΩ.

(5)盐雾要求

根据盐雾试验GB/T 2423.17.试验箱内高压线束应正常安装。试验时间16h。试验结束后,高压线束静止恢复(1-2)h后,通电后应能正常工作,不考核外观。

(6)阻燃要求

线束所用材料要求阻燃等级UL94V-0.

(7)线束拉脱力要求

电缆压接连接器后,拉力不得小于最小拉力。SAE J最小拉脱力见表21742.

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5.设计输入和输出要求

1.设计输入要求

(1)电气设计的输入要求和动力系统配置。

(2)整车布置图。

(3)线束敷线图。

(4)高压系统各电气部件的安装位置,线束与电气部件的对接形式。

(5)高压系统中的各电气部件的负载特性。特性包括稳态电流强度、电压要求,瞬态条件和电流强度及电流波形(平稳、脉冲、频率等)。

2.设计输出要求

(1)线束图的内容

线束图的内容包括主干线、分支线、现场、插件形状图、插件名称和型号、插件对应部件的名称、插件孔位置和孔位置对应的电缆线号、线径和定义;其次,还应包括线束接线表、插件视图方向、技术要求等。电缆应标明电缆型号。

(2)线束保护套的颜色

线束保护套包括波纹管和热缩套管

橙色波纹管的颜色(GB30)。

热缩套管的颜色:采用不同颜色热缩套管对极性进行区分,正极为红色,负极为蓝色,U相为黄色,V相为绿色,W相为红色。

(3)线束长度

①电缆的长度

根据整车总布置和线束敷线图,测量电缆所需长度,并在测量长度的基础上增加不超过200mm的裕量。

②波纹管的长度

根据电缆的长度,电缆伸入部件的长度必须在电缆长度的基础上减去,长度的具体值取决于具体部件。

③热缩套管的长度

在波纹管的两端,必须加热收缩套管,以确保波纹管与电缆的连接不会晃动。热收缩套管的长度必须等于电缆伸入部件的长度值。

④屏蔽电缆屏蔽层的长度

当电缆必须使用屏蔽电缆时,如果连接到控制器和电机的三相高压线束,则必须剥离屏蔽层,并单独使用规格(φ8/4.0)交联聚烯烃热缩管套接,热缩后屏蔽层长度大于或等于200mm且小于等于250mm为宜。

(4)电线标号

每根电缆的线号应电缆的线号,严格执行企业标准Q/TEV 31307.

(5)线束标号

线束图应标明线束图对应的线束号,严格执行企业标准Q/TEV 31306.

(6)线束图中的接插件

线束图应标明连接器视图方向、型号、孔位布局、编号、孔位对应的电线标号。

(7)电缆型号

各电缆型号应在线束图中注明,电缆型号的选择应符合要求GB/T 12528中的规定。推荐型号见表3.

(8)线束图的技术要求

线束图应包括技术要求、线束生产注意事项、技术条件要求等。

(9)图框、图号、图案名称

图框、图号、图样名称应符合公司标准Q/TEV 100的规定。

(10)字体

①文字类型、字体高度参见表4.

②绘制图案时,尽量使用汉字字体CAD默认长仿宋体,同一张图只允许使用一种字体。

③未规定的均按GB/T执行规定14691。

6、装配要求

1.结构要求

在机械和电气安全的情况下,高压线束应与连接部件(如高压配电箱、电机控制器、电机、辅助电源等)进行匹配。以专业的施工方法。线束插入或连接部分应保留适当的长度,推荐长度为150mm,车辆装配方便,零件定期维修方便。

2.布线方案

布线方案应有助于清除不正确的安装和错误的线束路线。

布线应避免形成大电磁环。

高低压平行线距离间隔大于400mm,若实际情况确实不能满足这一要求,高低压应相互垂直布线。

在发生碰撞时,必须确保线束不会被挤压,以防止线束破裂引起短路。

3.线束固定保护件要求

对于高压线束的布置,应尽可能保护线束,使线束与车身之间的相对运动最小化。电缆夹、电缆槽等具有绝缘性能的结构能。布线组装应放入光滑的电缆夹或电缆槽中。充分保护所有线束固定保护件(如夹具、螺栓等)。)用于布线、包装和定位线束,应涂抹凡士林以防腐蚀。线束固定保护件之间的距离不得大400mm。

4.线束连接器装配空间要求

所有连接器位置宜预留便于操作的不小于200mm的空间,以便连接和断开连接。连接器与部件之间的连接应适当消除机械应力。

5.线束电缆弯曲半径要求

避免电缆出现小的弯曲半径。一般情况下,最小弯曲半径等于电缆外径的5倍。应避免接头中存在弯曲电线,否则,接头后部密封件中可能出现漏电通路。

6.线束布置防水要求

对于车辆底部、轮舱溅水区,应特别注意水和道路磨料会损坏线束。

溅水区中的连接器应进行装袋防护。

7.线束布置防磨要求

需保护所有高压线束,以防震动和磨损。因车辆的震动,应除去线束上所接触的金属部件边缘的毛刺,对于凸缘、滚制处,使用适当胶圈进行保护,且胶圈须固定牢靠。用于固定线束的电缆夹应稳固地连接至设备或框架结构以及线束上。

8.线束布置防热要求

线束应距离热源(如发动机排气管、大气泵铜管路等)大于200mm,如不能满足要求,保护所有线束,以抵抗辐射热源,宜采用阻燃隔热棉对线束进行包扎,或在线束附近增加隔热板处理。

9.线束与活动件的隔离要求

活动件(如皮带、风扇、传动轴等)附近的线束必须弯曲时,将支撑夹完全紧固于两端位置处。布线系统必须能够弯曲,而且不会促成线束磨损或对活动件造成干扰。

7、关键件选用规范要求

1.高压电缆:应遵循SAE J1654、SAE J1673规定的要求。

2.高压连接器:应遵循SAE J1742规定的要求

应注意事项:

①防护等级。除铜接头外,连接器在结合状态时,无论安装于何处,连接器须不小于IP65.

②防腐蚀。为防止铜接头被复式,铜接头表面的镀锡成不得破损。

③铜接头的型号有SC、T、OT、HUP等。不同型号的铜接头(如SC 50-8、OT 50-8),其宽度不同。针对过线孔较小的情况,应选取宽度与之匹配的铜接头型号。

④铜接头其压接电缆孔的截面积须与所连接电缆导线的截面积匹配。

铜接头其过螺栓孔的直径须与部件螺栓的直径匹配。

⑤针对于O型铜接头,其型号有FOT与OT两种。区别在于:FOT型号,其压接电缆孔处外围有绝缘护套包裹:OT型号,其压接电缆孔外围无绝缘护套包裹。

8、设计计算

1.电缆的选取

(1)电缆截面积

①确定高压线束说连接的电气部件的负载特性。特性包括稳态电流强度、电压要求,瞬态条件和电流强度及电流波形(平稳、脉冲、频率等)。

②根据稳态电流强度,确定电缆的截面积。在125℃下,常见铜芯电缆线径截面积与载流量的匹配参见表5.

③如果电缆的布置环境超过了电缆允许的工作温度,则必须选择较大截面积的电缆。对于TMAX为180℃时,导体截面积升一档使用,TMAX为250℃时,导体截面积升两档使用。例如,当最大电流为150A时,125℃情况下选用35mm²线束,180℃情况下选用50mm²线束,250℃选用70mm²线束。

(2)电缆结构

1.高压电缆从类型上分为单芯电缆和多芯电缆,高压电缆的截面应为圆形。其护套颜色为橙色(颜色GB 30)。多芯电缆有多个单芯线组成,其中单芯线也同时满足单芯电缆中相关导体的结构尺寸参数。

高压单芯电缆从结构上主要由导体和护套组成,主要结构尺寸参数有单根铜线直径、根数、导体直径、绝缘直径、内护层直径和护套外径等。

带屏蔽层的高压电缆采用裸铜或镀铜线编织在内护套层上;在屏蔽和外护套之间可以有一层附加的包带;电缆的外护套应紧密挤包,但不粘连屏蔽层。

(3)电缆材料

导体:绕线式镀锡退火铜。

绝缘层:120℃-200℃级别,耐热,无卤素 XLP。

屏蔽层:镀锡退火铜绕线编织而成。

护套:耐热105℃-180℃,无Pb PVC(或HF-XLPO、TPE-E、PP-FR、ETFE可选)。

2.连接器的选取

(1)连接器结构特征

连接器除线环、铜接头外,连接器应具有主动定特征。应与所连接设备的插座进行匹配。

(2)连接器性能

连接器的性能要求应符合SAE J1742.

(3)连接器爬电电阻、接触电阻要求

连接器的下列电阻不能超过表6的要求

9、安装、试验要求

1.安装要求:参照本规范第6点执行

2.试验要求:参照GB/T 12528-2008 第7.4节,对电缆进行型式试验。具体试验项目见表7.

10、安全使用要求

1.操作

严禁非专业人员对高压线束进行操作:专业人员对高压线束进行操作前,需用数字万用表测量高压正负线束端子之间直流电压值、测量U相、V相、W相两两之间的交流电压值,在测量值为0V的情况下才能进行操作。

2.保养

高压线束需定里程进行保养,依据《保养手册》,每12000km检查保养项目如下:

检查高压线束其电缆与连接器插件之间是否松动;

检查高压线束过线孔过线护套等防护是否完好,线束是否出现磨损;

检查发动机舱等通过高温区域线高压线束隔热材料是否脱落。

电动乘用车使用大功率的电机、大容量的电池,并且为了减少充电时间,利用高压大电流充电技术,这其中就需要借助于高压电气系统。电动乘用车高压电气系统可将电机、电池和动力电子元器件等零部件全部连接在一起,其中电动乘用车高压线束是连接电动乘用车能量源(燃料电池)与动力装置的电气通路。为了满足电动乘用车的驱动要求以及在各种行驶条件下线束连接可靠性和使用安全性的要求,本文设计了一种高压大电流(大功率)电动乘用车高压线束。

1 国内外研制情况

目前,新能源汽车产业处于探索与少量试产阶段,国内乃至国际上都没有形成产业规模,因此相关的零部件也处于试制阶段。但相较与国内主要以线束装配为主严重滞后的汽车线束整体技术水平,国外的汽车线束相关技术基础扎实,已有高压线束的解决方案。例如,最早进入电动及混合动力汽车充电连接器领域的行业领导者——安费诺公司(Amphenol),其研制的电动车高压线束具有结构简单、性能优异、用户认可度高等特点,可在超高温度、振动、有限空间及其他恶劣环境下可靠工作,现已被各家国内外汽车生产商所广泛采用;TYCO、Delphi(德尔福)、LS等其他国外公司紧随其后,推出了各自的高压线束解决方案和相关产

2 高压线束的设计

为了弥补我国在电动乘用车高压线束领域的研究空白,摆脱我国电动乘用车中所需的高压线束基本直接采购国外产品的现状,展开了一种高压大电流电动乘用车高压线束的自主研发。根据电动乘用车高压电气系统对高压线束的使用要求,所设计的电动乘用车高 压线束应满足以下要求a、高压大电流的使用性要求。b、抗电磁干扰、防水、抗振、耐 磨、阻燃和接触可靠等安全可靠性要求。

2.1 高压电缆的设计
传统汽车是以汽油发动机为动力,传统汽车线缆作用是传输控制信号,承受的电流和电压都很小,故电缆直径较小,结构上也仅是导体外加绝缘,很简单。但根据电动乘用车高压电缆的使用要求,电动乘用车高压电缆主要起传输能量的作用,需把电池的能量传输到各个子系统,因此所设计的电动乘用车高压线束必须满足高压大电流传输。电动乘用车高压电缆承受的电压较高(额定电压最高600V)、电流较大(额定电流最高600A),电磁辐射较强,故电缆的直径明显增大,同时为了避免电磁辐射对周围电子设备产生强烈电磁干扰,影响其他电子设备正常运行,电缆还设计了抗电磁干扰屏蔽结构 ,即采用同轴结构,利用内导体和外导体(屏蔽)共同作用,电缆内的磁场成同心圆分布,而电场从内导体指向并止于外导体,使电缆周围外部的电磁场为零,亦即屏蔽了电磁辐射,从而确保电动车正常运行。

早期汽车线缆用绝缘材料主要是PVC(聚氯乙烯),但PVC中含有铅,对人体有害,近 些年来逐渐被LSZH(低烟无卤材料)、TPE(热塑性弹性体)、XLPE(交联聚乙烯)、硅橡胶等材料替代。由于电动乘用车高压电缆在满足高压大电流、抗电磁干扰的同时还要满足耐磨和阻燃等要求,因此对这些材料性能进行了对比:

a、LSZH可分为PO(聚烯烃)类和EPR(乙丙橡胶)类两大类,其中以PO类电缆料为主流。PO类LSZH阻燃电缆料的配方中有大量的AI(OH)3、Mg(OH)2无机阻燃剂,从而使该电缆 料具有较好的阻燃、低烟、无卤、低毒等特性,但同时也使其在物理机械性能、电气性能以及挤出工艺性能等方面与其他非阻燃材料及含卤阻燃材料存在差异。

b、TPE是一种兼具橡胶和热塑性塑料特性的高分子材料,在常温下显示橡胶的高弹性,在高温下又能塑化成型,但该材料不耐磨,不能满足电动乘用车高压线束的使用要求。

c、XLPE是由耐温等级为75℃的普通PE(聚乙烯)材料经过辐照交联后制得的,其耐温等级可达到150℃,并具有优良的物理机械性能、抗过载能力及长寿命等特点,但不阻燃。

d、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。在对比上述材料性能后,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。

2.2 高压连接器的设计

2.2.1 大电流接触件的设计
通常连接器(主要指其中的接触件)都有使用温度限制,一旦使用温度超过规定限值,连接器就会因发热而降低安全性,甚至失效损坏。造成连接器使用温度增高的原因主要有两方面:

a、汽车本身。汽车上温度最高的部位就是发动机周围,例如传统汽车发动机周围温度可达125℃以上。

b、连接器本身。连接器在使用过程中会发热,连接器中插合的接触件存在接触电阻,接触电阻越大,功率损耗越大,接触件的温度越高,可靠性越低。对此,在设计电动乘用车高压大电流连接器时尤其需要注意。为了避免过高的使用温度使连接器中的绝缘材料受损,降低其绝缘性能,甚至烧毁失效,以及使接触件受热后出现弹性下降,或在接触区形成绝缘薄膜,降低接触可靠性,增大接触电阻,进而加剧使用温度升高,如此恶性循环最终导致连接接触失效,必须合理设计电动乘用车高压大电流连接器中的大电流接触件。

在设计大电流接触件时,选用何种接触形式将直接决定连接器的质量和成本。通常接触件的接触形式主要有片式、片簧式和线簧式三种,如图2所示。

片式接触件的插孔为圆柱筒开槽并收口,插孔采用铍青铜丝(棒)加工,原材料价格较贵,且后续收口工序较难控制,产品质量一致性较难保证,成本较高。

片簧式接触件的插孔为冠簧孔,插孔内安放有1~2个片簧圈,每个片簧圈由多个弹簧片组成,所有弹簧片都向里拱,组成具有弹性的弹簧圈;当插孔和插针相配时,每个弹簧片都和插针接触并且产生挤压力,保证多点稳定接触;片簧式插孔由黄铜车制件及冠簧冲压件组成,产品一致性好,成本低。图3示出的安费诺公司获得专利的RADSOK插孔结构,即采用了双曲线冠簧技术,接触面积可增加65%,其表面为高耐磨性的镀银层。

线簧式接触件的插孔为线簧孔,插孔的结构和片簧式插孔的结构相似,只是线簧式插孔由弹簧线组成,线簧式插孔虽然性能优良,但是工艺复杂,成本也较高。在对上述各接触形式接触件比较后,该电动乘用车高压大电流连接器采用了大电流片簧式接触件。同时,为提高接触可靠性及载流能力,以及满足大电流接触件的其它指标要求,该大电流片簧式接触件采用了双簧片的两级片簧式插孔。最终通过对大电流接触件接触电阻的计算、结构的设计以及样件设计修正,成功设计了大电流接触件。

2.2.2 耐高压性能设计
为了满足电动乘用车高压连接器的设计要求,必须通过结构设计和材料选择使高压连接器的各个部分均具有足够的介电强度,确保其耐高压性能。电动乘用车高压连接器的耐高压性能设计主要包括爬电距离、界面气隙和绝缘材料等方面。

爬电距离是指当工作电压过大时,瞬时过电压会导致电流沿绝缘间的间隙向外释放电弧,损害器件甚至操作人员,这个绝缘间隙就是爬电距离,电弧持续的工作电压决定了爬电距离。在高压连接器结构设计时应尽可能增大爬电距离,考虑到连接器介质耐压400V以上,经过仔细计算与校核,将连接器的爬电距离设计成24mm以上,即可完全满足高压连接器600V的使用要求。

为了提高连接器的耐高压性能,连接器插合时,其界面部位应贴合无空气间隙。连接器的界面主要包括插头连接器和插座连接器的插合界面、连接器接触件和导线的连接部位。这些部位需要介质全填充无空气才能可靠保证连接器不被击穿。为了杜绝界面气隙的存在,在高压连接器设计时采取了如下措施:

a、在插合界面处采用了软绝缘材料,以保证在插合到位的同时将空气间隙填实。
b、插孔接触件外的绝缘采用了模塑的形式,将接触件外的间隙填实。
c、插头和插座的插合面采用锥面结构。
d、接触件连接电缆后部分电缆绝缘伸入连接器壳体绝缘。

为了提高连接器的耐高压性能,电动乘用车高压连接器选用了绝缘性能良好、击穿电压高、绝缘强度高、高温高压下稳定性好、耐电弧、耐漏电痕迹、吸湿性低的PPA(聚邻苯二甲酰胺)塑料。

2.2.3 整体结构设计
最终设计的电动乘用车高压连接器的结构如图4所示。高压连接器的结构从里到外依次为内导体、绝缘层、屏蔽层、外壳。

2.3 高压线束的整体设计

2.3.1 屏蔽性能设计
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。为了提高高压电缆自身的屏蔽 性能,高压电缆采用了屏蔽结构,如果电缆为信号线与电源线组合而成时则更应注意这点。为了提高高压电缆与高压连接器结合处的屏蔽性能,在保证两者接触的可靠性,特 别是确保在强烈动情况下连接处不会产生松动的情况下,在高压电缆与高压连接器内导体连接后,电缆编织与屏蔽层接触,并在电缆编织与连接器接合处纺织品检测纺织品检测报告加套一层单独的屏蔽金属编织网,加强屏蔽效果。为了提高高压连接器自身的屏蔽性能,连接器采用了金属壳体设计。为了提高连接器插合界面处的屏蔽性能,设计时采用了屏蔽簧结构,以保证插头与插座壳体间可靠接触;连接器头部内导体低于外壳界面,防止内导体接触到手指或其他金属,起到一定的保护作用,增加安全性;插合后,插座连接器与插头连接器的屏蔽层可靠接触,使插合面与外界屏蔽。

2.3.2 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。

2.3.3 使用寿命设计
电动乘用车行驶在公路上,会受路面高低不平和车速快慢等因素的影响而产生高振动,导致高压线束与接触的零部件和其他线束间产生摩擦、磨损,以及高压线束本身的疲劳磨损。为了提高高压线束使用寿命和质量,应对高压电缆和高压连接器间的连接进行加固,对高压连接器之间的连接采用锁紧结构,以及进行布线方案优化,高压线束材料选择耐磨材料,导线采用抗疲劳的铜绞线。此外,高压连接器间的连接环节是高压线束本身的薄弱点,为了提高高压线束使用寿命,同时满足高压电气系统的使用要求,必须保 证高压连接器的插拔次数和连接质量。

2.3.4 整体结构设计
最终设计的电动乘用车高压线束的结构如图5所示。

3 高压线束的性能试验

为了验证采用高压大电流接触件技术设计的高压线束的结构合理性、接触面积、接触电阻、抗振性等是否满足高可靠、长寿命及大电流性能等要求,在电动乘用车高压线束样品研制完成后按照相应的设计要求进行了相关性能测试,测试结果如表1所示。可见,该电动乘用车高压线束的各项性能都满足了标准要求,其接触件结构、连接器结构及整个高压线束的设计具有一定的合理性。

4 结论

本文简要介绍了电动乘用车高压线束的功能用途和国内外研制情况。从电动乘用车的使用特点、要求和环境入手,分析了电动乘用车用的高压线束的性能要求和设计要点(耐高压、耐大电流、耐环境、屏蔽性和安全可靠等),并分别详细论述了电缆的主要设计,连接器及其接触件的主要设计方案,并给出了线束总体方案,最后介绍了研制样品的测试情况。从使用要求和测试结果可以得出,研制的高压线束能够满足电动乘用车的使用要求。随着电动汽车产业的发展,高压线束必将进一步发展,能承受更高电压、更大电流,并将用于各种不同车型,同时在功能方面也会更完善,例如具有自身的测试性,即可实时监测线束的电流、温度等变化。

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