新能源汽車高壓線束的十大特點(diǎn)

1、新能源汽車高壓線束的十大特點(diǎn) 2引言 新能源汽車高壓線束的定義 21高電壓 22大電流 23密封性 24耐熱性 25 EMC性能 26 耐久性 47 安全性 58 高壓連接器特點(diǎn) 79高壓導(dǎo)線特點(diǎn) 710充電口特點(diǎn) 7其他注意點(diǎn)說明 7新能源汽車高壓線束的十大特點(diǎn)引言 新能源汽車高壓線束的定義新能源汽車高壓線束是高壓電氣系統(tǒng)的關(guān)鍵組件，為新能源汽車的可靠運(yùn)行 和安全提供了保障。它承載著電動(dòng)、混動(dòng)汽車內(nèi)部及外部線束連接，通過配電盒 進(jìn)行電源分配，高效優(yōu)質(zhì)地傳輸電能，屏蔽外界信號(hào)干擾等功能，是新能源汽車 高壓系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，連接所有的高壓電子零部件，傳遞電力與數(shù)據(jù)，對(duì)新能源 汽車極為重要。1高電壓

2、新能源汽車普遍工作在B級(jí)電壓范圍，因此要求高壓線束也需要滿足60V-1500V的工作電壓范圍要求，目前普遍的導(dǎo)線電壓要求根據(jù)GB/T 184384.3中對(duì)B級(jí)電壓的規(guī)定為 AC 30V-1000VRMS或DC 60V-1500M2大電流新能源汽車高壓線束作為主要的能源傳輸通道，需要承受較大的電流，直流 母線額定工作電流都能夠達(dá)到 200A以上。3密封性由于高壓線束高電壓大電流的特性，對(duì)線束的密封性也有很高的要求，一般 都會(huì)要求進(jìn)行防水防塵試驗(yàn)和氣密測(cè)試， 如果密封不好，導(dǎo)致潮濕或進(jìn)水，會(huì)造 成導(dǎo)線和連接部位的極速老化或損壞。如果在接插件部位的密封性能差，還能夠 導(dǎo)致絕緣電阻降低，整車報(bào)絕緣故障

3、。4耐熱性由于高壓線束長時(shí)間通過大電流，因?yàn)楣β屎艽螅山苟?yīng)產(chǎn)生很大的熱 量，因此高壓線束的導(dǎo)線耐溫等級(jí)一般都達(dá)到125c （150C）,端子耐溫一般都達(dá)至 IJ 140 Co 5 EMC性能EMC （Electro Magnetic Compatibility,電磁兼容性）是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對(duì)其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干 擾的能力。簡單來說，EMC1 括了 EMI （Electro Magnetic Interference ,電磁 干擾）和 EMS（Electro Magnetic Susceptibility,電磁敏感性）。EMI 是指設(shè)備在正常運(yùn)

4、行過程中對(duì)所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾；EMSI指器具對(duì)所在環(huán)境中存在的電磁干擾所具有的一定程度的抗擾度。EMI是主動(dòng)性的，即對(duì)外界產(chǎn)生的干擾，EM為被動(dòng)性的，即抵抗外界白干擾。所以對(duì)設(shè)備的EMCS求就是：減少對(duì)別人的干擾，同時(shí)自身能抵抗相當(dāng)程度的外界干擾。零部件電磁兼容性是整車電磁兼容性的基礎(chǔ)和前提， 用于新能源車上的零部 件不僅應(yīng)滿足零部件電磁兼容性要求， 同時(shí)在整車電磁兼容性出現(xiàn)問題時(shí)， 零部 件供應(yīng)商也有義務(wù)支持并進(jìn)行相關(guān)整改。理論與實(shí)踐證明，任何電磁騷擾的發(fā)生必須具備3個(gè)條件：騷擾源、傳播騷擾的途徑和敏感設(shè)備。作為新能源汽車的 零部件應(yīng)該從兩個(gè)方面盡可能地優(yōu)化：一是盡量降低騷擾的強(qiáng)度；二是

5、盡可能地 提高抗騷擾的能力。整車范圍內(nèi)首先保證零部件的EMO合標(biāo)準(zhǔn)要求，通過線束將各個(gè)控制單元 聯(lián)系在一起。新能源汽車整車級(jí)屏蔽設(shè)計(jì)的重點(diǎn)應(yīng)是高壓系統(tǒng)的布局、屏蔽設(shè)計(jì)以及CAN!信網(wǎng)絡(luò)的抗干擾處理。首先盡量要求高壓線束沿著車身布置，優(yōu)化整 車電磁輻射的環(huán)路，同時(shí)利用車身形成封閉的屏蔽艙。同時(shí)屏蔽高壓電纜和連接 器也是一種減少不必要的電磁干擾經(jīng)濟(jì)有效的方法， 通過一系列標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)顯示 了屏蔽電纜和連接器能夠有效減少在 100 kHz到200 MHz®率范圍內(nèi)的不必要的目前國內(nèi)車型全部采用屏蔽高壓線，日系車也有應(yīng)用屏蔽網(wǎng)包覆在高壓線外 側(cè)，插件處處理實(shí)現(xiàn)屏蔽連接。為了避免高壓線束傳輸強(qiáng)電

6、電流時(shí)產(chǎn)生電磁干擾， 導(dǎo)致低壓線束對(duì)控制單元供電及信號(hào)傳輸受到電磁干擾的風(fēng)險(xiǎn)，一般采用高壓線束與低壓線束分層設(shè)計(jì)，距離保證在 200-300mnrt。下列是常見幾種電纜對(duì)EMCT案介紹。方案1:使用編織屏蔽電纜方案2:電纜外套編織網(wǎng)方案3:電纜外套鋁管方案4:鋁管、編織網(wǎng)分段組合實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：鋁管和編織網(wǎng)分段組合在0-1GHZ頻率范圍內(nèi)的的屏蔽效果最佳Single sh囿W叱竄應(yīng)Bundle sh囿山捆盤解ite廠! 上IPT GeschrmteLeltung/屏斯線(35nm£)：AL-pipe shield/侶塔臺(tái)屏蔽TAL-Rohr/ 1以錚含土曾SchelleMf(0 25,

7、4mrnh嗎Steckgeh. SchlrmgellechV Schirmgeflecht/ Schell e/4- 可如幅匝 14mmi 未片網(wǎng)0 100mm JMeasurement/1龐施苗zlsajp 豈不UZ6Curent 口悅 Meth。出里t懵r法100000 Transfer Inedance Method 苛移f 抗法010,01 也1 110 LOO 1300IreouercytMhk)Wandstarke/t 1AL-pipe has best shielding efficiency over frequency rang“鋁珞合金管在頻率范圍內(nèi)屏版效果展售;6耐久性新

8、能源汽車上的電源和各種電氣零件通過線束來實(shí)現(xiàn)電路物理連接，線束分布遍布全車。如果把動(dòng)力系統(tǒng)比作汽車心臟的話， 那么線束就是汽車的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)它負(fù)責(zé)整車各個(gè)電器零件之間的信息傳遞工作。隨著人們對(duì)舒適性、經(jīng)濟(jì)性、 安全性要求的不斷提高，汽車上的電子產(chǎn)品種類也在不斷增加， 汽車線束越來越 復(fù)雜線束的故障率也相應(yīng)增加。這就要求提高線束的可靠性和耐久性等性能。端子和連接器是決定系統(tǒng)可靠性的重要內(nèi)容，也是整個(gè)線束的重要組成部分。 由于部分端子和連接器的工作環(huán)境惡劣，端子和連接件中容易發(fā)生各種各樣的故 障，如腐蝕、老化以及在振動(dòng)的作用下松動(dòng)等問題。由于端子和連接器的損毀、 松動(dòng)、脫落、失效所導(dǎo)致的電氣線路

9、故障占整個(gè)電氣系統(tǒng)的故障的50%以上，所以整車電氣系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)中應(yīng)充分重視端子和連接器的可靠性設(shè)計(jì)。為提高端子和連接器設(shè)計(jì)的可靠性，首先應(yīng)分析其故障模式，以便做好相應(yīng)的預(yù)防工作。端子和連接器通常有接觸不良、絕緣不良和固定脫落這三種主要的故障模式， 其 中，針對(duì)接觸不良，可采用檢測(cè)靜態(tài)接觸電阻、動(dòng)態(tài)接觸電阻、單孔分離力、連 接點(diǎn)和元器件的耐振性等指標(biāo)來加以判斷；對(duì)于絕緣不良，可檢測(cè)絕緣體絕緣電阻、絕緣體時(shí)間退化速度、絕緣體、接觸件等零件尺寸等指標(biāo)來加以判斷；對(duì)于 固定脫落類的可靠性，可檢測(cè)端子和連接器的裝配公差、耐力矩、連接針保持力、 連接針插入力、環(huán)境應(yīng)力狀況下保持力等指標(biāo)來加以判斷。分析了

10、端子和連接器 的主要故障模式和失效形式之后，可采取以下措施來提高端子和連接器設(shè)計(jì)的可 靠性：a）選擇合適的接插件。接插件的選擇不僅要考慮連接電路的類型和數(shù)量， 還要有利于設(shè)備的組成。如圓形連接器受氣候和機(jī)械因素的影響比矩形連接器小, 并且機(jī)械磨損較小，與導(dǎo)線或電纜的端接可靠，所以盡可能地選擇圓形連接器。b）連接器中接觸件數(shù)量越多，系統(tǒng)的可靠性越低，所以在空間、重量允許 的情況下，盡量選擇接觸件數(shù)量較少的連接器。c）選用連接器時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)備的工作條件。這是因?yàn)檫B接器的總負(fù)載電流 和最大工作電流往往是根據(jù)在周圍環(huán)境的最高溫度條件下工作時(shí)所允許的熱量 來確定的。同時(shí)，為降低連接器的工作溫度，應(yīng)充分考

11、慮連接器的散熱條件，如 可使用距連接器中心較遠(yuǎn)的接觸件來連接電源，這樣就更利于散熱。d）當(dāng)插件在有腐蝕性氣、液體環(huán)境中工作時(shí)，為防腐蝕，在安裝時(shí)應(yīng)注意 盡可能從側(cè)面水平安裝，當(dāng)條件需要而垂直安裝時(shí)，應(yīng)防止水順著引線流入接插 件，一般使用防水插接件。e）端子拉脫力、屏蔽環(huán)拉脫力需要滿足標(biāo)準(zhǔn)要求端子拉脫力（端子+線）LV215按照標(biāo)準(zhǔn)測(cè) 量滿足標(biāo)準(zhǔn)要 求護(hù)套拉脫力（護(hù)套+護(hù)套）LV215按照標(biāo)準(zhǔn)測(cè) 量滿足標(biāo)準(zhǔn)要 求f）在高壓線束的設(shè)計(jì)過程中，需要考慮線束布置的彎曲半徑，不合適的彎 曲半徑會(huì)造成線纜對(duì)于端子和和屏蔽環(huán)長時(shí)間的拉扯，容易產(chǎn)生拉脫的風(fēng)險(xiǎn)。另外，車輛上線束的工作環(huán)境是十分惡劣的，腐蝕性氣、

12、液體的存在，潮濕、 高溫、振動(dòng)以及與其他部件的摩擦和碰撞，容易出現(xiàn)絕緣體磨損、接頭松動(dòng)、導(dǎo) 線腐蝕等現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致斷路、短路。所以要想讓線束能夠安全可靠的工作，就 應(yīng)做好線路的保護(hù)設(shè)計(jì)，也即是要做好線束的包扎和固定。整車線束都應(yīng)有防腐、防潮的保護(hù)措施，并防止車輛振動(dòng)對(duì)其造成不利影響； 線孔處必須做好保護(hù)，如翻邊設(shè)計(jì)，以防線束穿過時(shí)對(duì)線束摩擦而造成絕緣層破 損。為了提高保護(hù)設(shè)計(jì)可靠性，在裝配前對(duì)包扎材料應(yīng)進(jìn)行環(huán)境篩選試驗(yàn)， 避免 不合格的產(chǎn)品進(jìn)入下一環(huán)節(jié)；還應(yīng)在設(shè)計(jì)選型時(shí)針對(duì)不同部位的環(huán)境應(yīng)力， 對(duì)不 同包裝材料進(jìn)行加速壽命試驗(yàn)，以選出綜合性能最好的一種。7安全性高壓線束電壓定義：DC:60V&

13、lt; U< 1500V; AC: 30V RMS< U< 1000V RMS;根據(jù)高壓系統(tǒng)部件的載流量計(jì)算電流可高達(dá) 250A; 一般情況下人人體安全電 壓為36V,允許通過的電流為36mAg大大高出了人體所能接受的安全電壓、 電流, 所以高壓線束的安全性十分重要。*2 通，土電源俵缶人體感覺mA叱擊的容力立漁支流6GH*S女累能感應(yīng)打藥電512151J也7不怦岐省苦事的沖擊.值內(nèi)沿動(dòng)日由96LX井鴻有苫箱的沖擊（觸蘇歸品）62419（）伴貓疔若扁的沖上（或屏蜓驥）74501610.5強(qiáng)X的伸山n,內(nèi)甥硬.呼雙e0卯 602315高壓線束的安全性設(shè)計(jì)主要在于絕緣，耐壓保護(hù)、

14、過載、接插件的IP等級(jí)防護(hù)要求等。絕緣：指使用不導(dǎo)電的物質(zhì)將帶電體隔離或包裹起來，以對(duì)觸電起保護(hù)作用 的一種安全措施；有強(qiáng)電作用下，絕緣物質(zhì)可能被擊穿而喪失其絕緣性能。因此， 電氣線路與設(shè)備的絕緣選擇必須與電壓等級(jí)相配合， 而且須與使用環(huán)境及運(yùn)行條 件相適應(yīng)，以保證絕緣的安全作用。高壓線束一般都是采用雙重絕緣，耐壓：把一個(gè)高于正常工作的電壓加在被測(cè)設(shè)備的絕緣體上，并持續(xù)一段規(guī) 定的時(shí)間，如果其間的絕緣性足夠好，加在上面的電壓就只會(huì)產(chǎn)生很小的漏電流。 如果一個(gè)被測(cè)設(shè)備絕緣體在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)， 其漏電電流保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，就 可以確定這個(gè)被測(cè)設(shè)備可以在正常的運(yùn)行條件下安全運(yùn)行。High poten

15、tial testing耐高壓測(cè)試（端子間，端子與屏 蔽）USCAR-372008 5.5.2高壓檢測(cè)，AC 2700V,1 min,泄漏電流小于10mA.Isolation Resistance絕緣電阻測(cè)試（端子間，端子與 屏敝）USCAR-22013-02 5.5.1絕緣表，1000VDC測(cè)電阻，100MQ過載：電氣線路中允許連續(xù)通過而不至于使電線過熱的電流量，稱為安全載 流量或安全電流。如導(dǎo)線流過的電流超過了安全載流量，就叫導(dǎo)線過載。過載時(shí)， 溫度超過該溫度，會(huì)使絕緣迅速老化甚至于線路燃燒。發(fā)生過載的主要原因有導(dǎo)線截面選擇不當(dāng)， 實(shí)際負(fù)載已超過了導(dǎo)線的安全電 流；還有端子的載流量不夠已超

16、過了其承載的最大電流。接插件的IP等級(jí)防護(hù)要求：高壓接插件連同線束連接HEV/EV勺動(dòng)力總成系 統(tǒng)，不僅是車輛驅(qū)動(dòng)的關(guān)鍵能源輸送線，影響車輛功能及性能，同時(shí)，也是一個(gè) 影響安全性能的關(guān)鍵因素，會(huì)引起車輛拋錨、著火，甚至?xí)a(chǎn)生電擊，從而車輛 使用者的生命安全。IP防護(hù)設(shè)計(jì)。試驗(yàn)證明，裸露于潮濕空氣的高壓端子會(huì)更容易腐蝕，也更危險(xiǎn)，因此在可能的情況下，所有的高壓插件的防護(hù)等級(jí)要求在IP67以上，當(dāng)然， 位于底盤或前艙等更惡劣的情況下必須更高。防觸指功能設(shè)計(jì)。整車的高壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)需保證在單點(diǎn)失效的情況不影響操作人員的安全，即使裸露的插件，也要保證人員徒手操作不造成危害，因此，護(hù)套 與端子的設(shè)計(jì)使得人手

17、指無法直接接觸到端子。8高壓連接器特點(diǎn)高壓連接器作為高壓線束的關(guān)鍵核心部件，其特點(diǎn)與高壓線束大部分一致， 其中以下特點(diǎn)較為突出：耐壓性：滿足爬電距離和電器間隙要求，滿足 750V額定電壓要求；安全性：具有高壓互鎖功能，未對(duì)配插件滿足IPXXB要求，對(duì)配狀態(tài)插件滿足IPXXD防護(hù)要求。電氣間隙和爬電距離，滿足污染等級(jí) 3的設(shè)計(jì)要求。9高壓導(dǎo)線特點(diǎn)車用高壓導(dǎo)線最大的特點(diǎn)是耐高電壓，目前市場應(yīng)用高壓導(dǎo)線處于600V交流/1000V直流耐高壓水準(zhǔn)，隨著續(xù)航里程提升而需要更大功率輸出，將需要更 高耐壓等級(jí)的高壓導(dǎo)線，耐壓等級(jí)將達(dá)到以及高于1000V交流/1500V直流的水準(zhǔn)。另外，對(duì)于高壓大電流模塊用到

18、的高壓導(dǎo)線，因?yàn)楦吖β省④噧?nèi)空間和布 線設(shè)計(jì)的要求，高壓導(dǎo)線具有耐大電流、耐高溫、阻燃、高柔性和EMa屏蔽性能等特點(diǎn)，從而滿足新能源汽車市場應(yīng)用。10充電口特點(diǎn)充電口相對(duì)于其他高壓連接器，它的接觸端子插拔后易損，導(dǎo)致接觸區(qū)域阻抗變大，發(fā)熱，燒蝕等，因?yàn)橐徊糠譃槭彝馐褂茫廴镜燃?jí)為 3級(jí)，實(shí)際情況還 要高于這個(gè)污染等級(jí)，特別是充電樁端的產(chǎn)品，基本無防護(hù)，故塑膠材料選材需 考慮高溫和耐油等特性，防護(hù)等級(jí)必須滿足插合前 IP54,插合后IP55,而實(shí)際 應(yīng)用場景還要高于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。從標(biāo)準(zhǔn)來看，充電口需要滿足 GB/T 20234.1的要求，快充接口和慢充接口 分別還需要滿足GB/T 20234.2和GB/T 20234.3的要求。充電口需要同時(shí)滿足互 操作性標(biāo)準(zhǔn)GBT 34657.2-2015要求。目前的充電口普遍存在的待解決的問題包括：交流63A發(fā)熱、燒蝕暫時(shí)沒有比較好的解決辦法，充電槍卡鉤強(qiáng)度無參考標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際使用中容易發(fā)生斷裂等。其他注意點(diǎn)說明線路設(shè)計(jì)長度的合理性：通常汽車