隨著能源短缺和環(huán)保意識(shí)增強(qiáng),新能源汽車取得了高速發(fā)展,增程式混合動(dòng)力汽車一方面可以滿足降低油耗,實(shí)現(xiàn)能量回收利用,一方面可以解決純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程不足的問題。高壓線束作為增程式混合動(dòng)力汽車能量傳輸?shù)妮d體,其安全性、可靠性、穩(wěn)定性對(duì)于整車高壓系統(tǒng)電氣安全至關(guān)重要。
1、高壓線束設(shè)計(jì)要點(diǎn)
高壓線束在設(shè)計(jì)時(shí)需要充分考慮整車工況、極限環(huán)境溫度、車內(nèi)布置、動(dòng)力電池電壓平臺(tái)等因素。高壓線束包含的零件包括高壓電纜、電纜包覆物(波紋管、編制網(wǎng))、固定支架、高壓接插件、高壓端子等。
1.1高壓電纜的選擇
根據(jù)整車各個(gè)高壓電氣元件布局圖,確定高壓線束所連接的高壓元件的電氣特性,包括額定工作電流、峰值工作電流、峰值功率、持續(xù)時(shí)間、額定功率、峰值功率等。并結(jié)合線束布置周圍環(huán)境溫度情況,選取合適尺寸、合理溫度的電纜型號(hào)。
混合動(dòng)力汽車內(nèi)部環(huán)境復(fù)雜,電纜所需適應(yīng)溫度范圍較寬,同時(shí),由于電纜自身電阻影響,當(dāng)大電流長(zhǎng)時(shí)間流過時(shí),會(huì)產(chǎn)生較高熱量,因此電纜耐溫性能是選擇電纜型號(hào)的一個(gè)重要因素。
通過上表可以看出,不同絕緣材料的電纜允許通過的電流值不同,且差距較大。因此在選擇電纜型號(hào)時(shí),要充分考慮溫度的影響,保證選型的經(jīng)濟(jì)性、合理性。
1.2電纜保護(hù)零件選用原則
通常選擇的保護(hù)材料包括:波紋管,普通編制網(wǎng),金屬屏蔽編制網(wǎng)。選取的原則是:
(1)材料的顏色需要使用橙色(或進(jìn)行高壓標(biāo)識(shí));
(2)尺寸要與電纜的截面積相匹配,占到波紋管的80%左右;
(3)溫度等級(jí)要不低于電纜的溫度等級(jí);
(4)要根據(jù)電纜的布置位置選擇適合的保護(hù)材料。
1.3高壓電纜保護(hù)材料(三)線束固定方式
高壓線束作為連接電氣件的載體,線束長(zhǎng)度、在汽車中的走向、位置等均不同,因此對(duì)其進(jìn)行固定時(shí)要考慮其周邊環(huán)境,選用不同固定零件及固定方式。同時(shí),高壓電纜的線徑較粗,固定所需拉力較大,通常選用螺栓進(jìn)行固定,主要用的零件為卡箍及支架。
1.4高壓連接方式
高壓氣件的連接方式取決于電氣件端,通常采用高壓連接器連接和螺栓連接。
1.5屏蔽處理
屏蔽處理對(duì)于整車高壓電氣系統(tǒng)而言至關(guān)重要,因此高壓線束在設(shè)計(jì)之初就需要按照整車對(duì)高壓電氣系統(tǒng)的屏蔽要求進(jìn)行考慮。盡可能選用有屏蔽層的電纜和連接器,并在線束加工時(shí),保證電纜與連接器屏蔽層的有效接觸,保證屏蔽的完整及有效。
2、線束檢測(cè)
高壓線束產(chǎn)品根據(jù)不同的構(gòu)成零件確定具體的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)驗(yàn)方法。主要分成電工類檢測(cè)和非電工類檢測(cè)。
電工類檢測(cè)包括,耐電壓、耐電流、電壓降、絕緣電阻等;非電工類檢測(cè)包括高低溫、老化、冷熱沖擊、鹽霧、振動(dòng)、防水、阻燃、氣密、端子拉拔力等。
具體檢測(cè)項(xiàng)目要根據(jù)線束連接方式的選擇、整車的要求進(jìn)行確定,保證選取的實(shí)驗(yàn)合理,避免不必要的浪費(fèi)。實(shí)驗(yàn)方法及標(biāo)準(zhǔn)可參考國(guó)標(biāo)。
3、高壓線束布置原則
高壓線束在布置時(shí),要充分考慮周邊環(huán)境因素,避免高溫?zé)嵩础⒄饎?dòng)、沖擊等對(duì)高壓線束帶來(lái)的傷害,同時(shí)要考慮高壓線束大電流經(jīng)過時(shí)對(duì)電氣件電磁干擾的影響。
3.1遠(yuǎn)離熱源
增程式混合動(dòng)力汽車中存在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車相關(guān)的零件,高壓線束在布置時(shí)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離熱源,避免熱害效應(yīng)發(fā)生。
3.2高低壓線束、信號(hào)線分開
汽車智能化程度越來(lái)越高,電氣元件越來(lái)越多,因此信號(hào)線和低壓線束越來(lái)越復(fù)雜。高壓線束在布置時(shí)要盡可能遠(yuǎn)離低壓線束及信號(hào)線,避免高壓大電流通過時(shí)產(chǎn)生的電磁干擾對(duì)低壓線束及信號(hào)線產(chǎn)生干擾。
3.3遠(yuǎn)離震動(dòng)、外來(lái)物沖擊
高壓線束在布置時(shí)存在經(jīng)過車身鈑金孔的可能性,因此對(duì)于過鈑金孔或者與鈑金相切割存在的高壓線束需要使用橡膠件進(jìn)行保護(hù),一方面避免鈑金與線束直接接觸的損傷,另一方面降低車輛震動(dòng)帶來(lái)的噪音。
3.4考慮彎曲半徑和應(yīng)力集中問題
高壓電纜線徑較粗,在車內(nèi)狹小的空間內(nèi)進(jìn)行布置,要考慮高壓電纜過彎時(shí),其彎曲半徑的影響。通常彎曲半徑要大于5倍的直徑。
3.5遠(yuǎn)離管路
為保證電氣系統(tǒng)安全,布置時(shí)要遠(yuǎn)離冷卻液、洗滌液、機(jī)油等管路,避免管路泄露時(shí)漏液沿著高壓線束流入電氣件,因此高壓線束在布置時(shí)要略微高于管路。
4、總結(jié)
高壓線束作為混合動(dòng)力汽車重要的連接零件,其可靠性、安全性對(duì)于整車安全至關(guān)重要,因此在進(jìn)行電纜選擇時(shí)要充分考慮零件選型避免設(shè)計(jì)過盈,同時(shí)在電纜選型及固定、保護(hù)材料選擇時(shí),要考慮線束重量,盡可能降低重量,節(jié)約成本。