Az EV HV csatlakozókábelek összetétele és alkalmazása

Az EV HV nagyfeszültségű kábelköteg elrendezési követelményei, pozíciót is beleértve, rögzítés és méret, magában foglalja a kábel szerkezetét, de főleg az elrendezés, ami hasznos lehet az alkalmazási résznél. A nagyfeszültségű kábel szerkezetét részletesen ismertetjük, beleértve a vezetőket is, árnyékoló rétegek, szigetelő rétegek, stb., amelynek közvetlenül meg kell válaszolnia a kompozíciós kérdést. Az alkalmazás rész megemlíti az akkumulátorról a motorra történő erőátvitelt, inverter, stb., valamint a jelátvitel, ami szintén kritikus.

Nagyfeszültségű csatlakozó készülék, amely a nagyfeszültségű kábelek feszültségszintjét említi, árnyékolt és árnyékolatlan típusok, valamint az egymagos és a többmagos közötti különbség, amelyek mind kompozíciós részletek. Az alkalmazási szempont az elektromos eszközök közötti erőátvitelt említi, mint például a fő hajtómotor, légkondicionáló rendszer, stb., amelyet ezekkel a tartalmakkal kell kombinálni. Röviden ismertetjük a nagyfeszültségű kábelköteg összetételét, beleértve a csatlakozókat is, terminál, vezetékek, stb., amelyek kiegészíthetik az összetevők információit.

Nagyfeszültségű alkatrészek, amely megemlíti, hogy nagyfeszültségű kábelek kötik össze az akkumulátorokat, töltők és egyéb alkatrészek, hangsúlyozza a szigetelést és a feszültségállóságot, és ezt az alkalmazásrészt idézni kell. A gyorstöltő port és a nagyfeszültségű doboz közötti kábelköteg nagyfeszültségű kábeleket használ, és az alkalmazási forgatókönyv ezen részét is figyelembe kell venni.

Az EV HV csatlakozókábelek összetétele és alkalmazása

Az EV HV csatlakozókábelek összetevőinek tartalmazniuk kell vezetőanyagot (réz vagy alumínium), vezető árnyékoló réteg, szigetelő réteg, szigetelő árnyékoló réteg, fém árnyékoló réteg, és védőburkolat. Az alkalmazási szempontok az erőátvitelre vonatkoznak (akkumulátorról a motorra, inverter, stb.), töltési rendszer (gyors töltés/lassú töltés), segédrendszer (légkondicionálás, PTC fűtőtest), EMC tervezés, stb.

1. Elektromos járművek nagyfeszültségű csatlakozókábeleinek összetétele
A nagyfeszültségű kábelek az elektromos járművek elektromos energiaátvitelének alapvető elemei. Szerkezeti kialakításuknak meg kell felelniük a nagyfeszültség követelményeinek, nagy áramerősség és elektromágneses kompatibilitás. Főleg a következő szinteket tartalmazzák:

karmester
Réz (kiváló vezetőképesség) vagy alumínium (könnyű és alacsony költségű) törzsanyagként használják, az áramátvitelért felelős.
Vezető árnyékoló réteg
Tekerje be a vezetőt az egyenletes elektromos téreloszlás érdekében, és megakadályozza a részleges kisülést‌.
Szigetelő réteg
Nagyfeszültségű anyagok (mint például a térhálósított polietilén) elektromos szigetelés védelmére használják a szivárgás vagy rövidzárlat megelőzése érdekében.
Szigetelő árnyékoló réteg
Tovább optimalizálja az elektromos téreloszlást, és csökkenti a kábel elektromos igénybevételének károsodását.
Fém árnyékoló réteg
Rézfonatból vagy alufóliából készült, elnyomja az elektromágneses interferenciát (EMI) és javítja az elektromágneses kompatibilitást (EMC)‌.
Védőhuzat
A külső védőszerkezet kopásállósággal rendelkezik, magas hőmérsékleti ellenállás, korrózióállóság, stb., és alkalmas összetett munkakörülményekre‌.

Speciális tervezési típus:
Árnyékolt kábel: Csökkentse az elektromágneses interferenciát a fém árnyékoló rétegen keresztül, magas EMC-igényű jelenetekhez alkalmas.
Árnyékolatlan kábel: Alacsony interferencia-környezetben használatos, alacsonyabb költséggel.
Egyeres/többmagos kábel: Az egyeres kábel nagyáramú átvitelre alkalmas (mint például a motor tápegysége), és többmagos kábel több jel kompozit átvitelére szolgál‌.

2. Nagyfeszültségű összekötő kábelek alkalmazása elektromos járművekhez
A nagyfeszültségű kábeleket az erőátvitelre és a jelvezérlésre használják a teljes jármű nagyfeszültségű rendszerében. A fő alkalmazási forgatókönyvek közé tartozik:

Erőátviteli rendszer erőátvitel
Csatlakoztassa az akkumulátort a meghajtó motorhoz, inverter, DC/DC konverter és egyéb alkatrészek 200-1500V nagyfeszültségű DC vagy AC átviteléhez.

Meg kell felelni a nagy áramsűrűség követelményeinek (mint például a motor háromfázisú vezetékének szimmetrikus elrendezése).

Töltő rendszer
Gyorstöltő interfész: Csatlakoztassa a gyorstöltő portot a nagyfeszültségű tápelosztó dobozhoz (PDU) nagy teljesítményű egyenáramú töltés támogatására.

Lassú töltés interfész: Csatlakoztassa a beépített töltőt (Obc) az akkumulátorcsomaggal az AC átviteléhez.

Nagyfeszültségű segédrendszer
Tápellátást biztosít a légkondicionáló kompresszorok számára, PTC melegítők, elektromos kormány/fékrendszerek, stb.

Elektromágneses kompatibilitás optimalizálása
A kulcsfontosságú útvonalakban árnyékolt kábeleket használnak (mint például az akkumulátorról a motorvezetékekre) az elektromágneses interferencia más elektronikus berendezésekre gyakorolt ​​hatásának csökkentése érdekében.

3. Tipikus műszaki követelmények
Feszültségszint: AC 600V/DC 900V vagy AC 1000V/DC 1500V, illeszkedés az alkatrészek követelményei szerint, teljesítmény akkumulátor, meghajtó motor, stb.
Rögzített térköz: ≤300 mm, ha a keresztmetszeti terület nagyobb, mint 16 mm²; ≤200mm, ha ≤16 mm², kerülje a lógást vagy a túlzott hajlítást, kábelköteg rögzítése és elrendezése
Biztonsági távolság: A rés az álló részekkel ≥10 mm, az ütközési deformációs területek elkerülése (mint például az ütközésgátló gerendák, autóajtók)‌

A hagyományos új energetikai járművek kábelkötegei vezetékekből és műanyag drótvályúkból állnak. Mert a műanyag csatornáknak rossz a hőleadása, A nagyfeszültségű vezetékkötegekhez nagyobb átmérőjű vezetékek szükségesek a hőhatás csökkentése érdekében. Emellett, egy új huzalvályúvédő forma kialakításának megváltoztatása és kifejlesztése költséges, a gyártási ciklus pedig hosszú. Így láttuk a cső árnyékoló kábelköteg megoldást, melynek képviselője a Sumitomo nagyfeszültségű kábelköteg.
Az elmúlt években az új energetikai járművek rohamos fejlődésével. Nagyfeszültségű elektromos alkatrészei, mint például a motorok, inverterek és nagyfeszültségű akkumulátorok, is folyamatosan fejlesztik és fejlesztik. Az őket összekötő nagyfeszültségű kábelköteg is folyamatosan fejlődik és javul. A járműnek sürgősen nagyfeszültségű kábelkötegekre van szüksége a költségek csökkentése érdekében, súly és elrendezési hely.

Ábra 1 bemutatja a nagyfeszültségű kábelköteg-termékek tömeggyártásának ütemtervét. -Ben 1999, cégünk megkezdte a nagyfeszültségű kábelköteg termékek nagyüzemi gyártását a Honda INSIGHT számára. A nagyfeszültségű kábelköteg-alkatrészek első átfogó fejlesztése, mint például a vezetékek, terminálok és csatlakozók, -ben kezdődött 2001 a Toyota ESTIMA hibrid járműhöz. Ami a terminálokat illeti, a csatlakozó interfész műszaki követelményei alapján kétféle csavaros öntött és dugós csatlakozót fejlesztettek ki. Az elektromágneses árnyékolás egyedileg árnyékolt kábelekkel kezdődött, majd bevezette a beépített, fonott kábelköteg-árnyékolást a Toyota Prius számára 2003, és bemutatta az első csőárnyékolási technológiát a Honda CIVICHYBRID számára 2005. A nagyfeszültségű kábelköteg maximális hőmérsékleti követelménye is megváltozott az eredeti 120°C-ról 150°C-ra..

Ábra 2 bemutatja a nagyfeszültségű kábelköteg-termékek alkalmazását HEV modellekben. a jobb oldalon, a kábelköteg-szerelvény látható, drótvályúkkal rögzítve. A bal alsó sarokban található a motor kábelköteg. A kapcsok összességében csavarozottak és árnyékoltak.

Annak megakadályozása érdekében, hogy a nagyfeszültségű kábelköteg interferenciát okozzon az alacsony feszültségű kábelkötegekben, rádiók, stb., Az elektromágneses árnyékolás különösen fontos a nagyfeszültségű kábelkötegeknél. Emellett, az új energetikai járművek nagyfeszültségű kábelkötegeinek nagy része az alvázon van elvezetve, és a mechanikai védelmi teljesítmény is különösen fontos a nagyfeszültségű kábelkötegeknél.
Az ábra bal oldala 3 ábrán az egyedileg árnyékolt nagyfeszültségű kábelköteg látható. Mindegyik vezetéket rézfonott pajzs borítja, az átfogó árnyékolási sémával a jobb oldalon. A kábelen kívül nincs külön fonott árnyékolás, de átfogó árnyékolás több nagyfeszültségű kábel külső oldalán. A 2003 A Toyota Prius egy átfogó, árnyékolt nagyfeszültségű kábelköteget használt, hogy egyszerűsítse a kábelköteg szerkezetét és csökkentse a szükséges alkatrészek számát., ezzel csökkentve a teljes nagyfeszültségű kábelköteg-rendszer költségét. Ábra 4 védőhüvelyek és fröccsöntött huzalvályúk használatát mutatja be a mechanikai védelem két kiviteli lehetőségének külső oldalán.

A fenti nagyfeszültségű kábelköteg-tervezési séma hátrányai a következők:
1. Alacsony hővezető képesség: a védőhüvelyek és fröccsöntött huzalvályúk által okozott alacsony hővezetőképesség miatt, a kábelköteg axiális hővezető képessége alacsony;
2. Ennek az alacsony hőátadásnak köszönhetően, a vezetékek mérete megnő, ami a nagyfeszültségű kábelköteg súlyának és költségének növekedését eredményezi;
3. Mechanikai védőszerkezet (drótvályú): Ha a nagyfeszültségű kábelköteg elrendezése megváltozik, a drótvályú alakját és szerkezetét is változtatni kell, ami növeli a költségeket és meghosszabbítja a fejlesztési ciklust.
Ezen hiányosságok kiküszöbölése érdekében, A YAXUN egy cső alakú, árnyékolt nagyfeszültségű kábelköteget fejlesztett ki, amely árnyékolatlan nagyfeszültségű vezetékkötegeket szerel be alumíniumötvözet csövekbe. Az alumíniumötvözet acélcső hatékonyan ötvözi az elektromágneses árnyékolást és a mechanikai védelmet, ábrán látható módon 5.

Összehasonlítva a korábban említett egyedi árnyékolással és átfogó árnyékolással védőhüvelyekkel és fröccsöntött huzalcsatornákkal, a következő előnyei vannak:
1. Az alumíniumötvözet anyagok nagy hőátadása csökkentheti a kábelköteg vezető specifikációit;
2. Csökkentse a teljes nagyfeszültségű kábelköteg-rendszer tömegét;
3. A nagyfeszültségű kábelkötegek elrendezése és felszerelése egyszerűbb és rugalmasabb.
Ezt a megoldást a Honda INSIGHT már alkalmazta (2009), CR-Z és Fit Hybrid (2010), és FREED Hybrid (2011).
Kísérletek révén, összehasonlították az alumíniumötvözet csövekkel védett nagyfeszültségű vezetékkötegek és a szabványos polipropilén műanyag csövekkel védett vezetékkötegek hőelvezetési képességét. Kísérletek kimutatták, hogy az alumíniumötvözet csövek jobb hőelvezetési képességgel rendelkeznek, mint a hagyományos polipropilén műanyag csövek.
A teszt beállítása az ábrán látható 6. Mindkét komponens egy fűtőrendszer tetejére kerül, amely körülbelül 350°C-os magas hőmérsékletet generál. Ábra 7 mutatja a mért felületi hőmérséklet méréseket. Az alumíniumötvözet csövek jó hővezető képességgel rendelkeznek, és axiális hőátadási teljesítményük sokkal jobb, mint a műanyag védők.

Ez a kiváló hőelvezetési teljesítmény csökkentheti a nagyfeszültségű kábelek vezetőspecifikációit és csökkentheti a kábelek hőállósági szintjét. Ez a két szempont hatékonyan csökkentheti a nagyfeszültségű kábelek költségeit.
Emellett, ennek a kialakításnak köszönhetően, a nagyfeszültségű kábelt árnyékolt kábelről árnyékolatlan kábelre cserélik, nincs szükség a kábel külső köpenyére és a fröccsöntött védőcsatornára, a súlyt pedig kb 18%. Mivel a nagyfeszültségű kábeleket árnyékolt kábelekről árnyékolatlan kábelekre cserélik, a nagyfeszültségű csatlakozók kialakítása egyszerűbbé válik.

Mivel az alumíniumötvözetből készült acélcsövek jó alakíthatósággal rendelkeznek, Az alumíniumötvözetből készült acélcsöveket használó nagyfeszültségű vezetékkötegek jobban elősegítik a gyártás során történő beszerelést.

Az alumíniumötvözetből készült acélcsőből készült nagyfeszültségű vezetékköteg jó merevséggel rendelkezik, és nem ereszkedik meg, és fix pontjai közötti távolság távolabbra állítható. Nagy rugalmasságának köszönhetően, nehéz biztosítani a hagyományos nagyfeszültségű vezetékköteg hasmagasságát az alvázra helyezve.

Amikor a fröccsöntött huzalcsatornákat használó nagyfeszültségű vezetékkötegek kialakítása megváltozik, a formát újra ki kell nyitni, vagy módosítani kell a formát. Az alumíniumötvözetű acélcsövek használata csak hajlítást igényel, ami nagymértékben lerövidíti a nagyfeszültségű kábelkötegek fejlesztési ciklusát.

Egy másik legfontosabb teljesítmény az elektromágneses árnyékolási teljesítmény. Ábra 16 Vizsgálati módszer az elektromágneses árnyékolás teljesítményére.

A teszteredményekből ítélve, a 0,8 MHz-es egyedileg árnyékolt kábel nagyfeszültségű kábelköteg jobb árnyékolási teljesítményt nyújt. 0,8 MHz-nél magasabb, Az alumíniumötvözet csöveket használó nagyfeszültségű vezetékkötegek jobb elektromágneses árnyékolási teljesítményt nyújtanak.

Mivel alumíniumötvözetből készült acélcsöveket használnak és helyeznek el a jármű alváza alatt, a korróziógátló teljesítmény vizsgálata elengedhetetlen. Ábra 18 azt mutatja, hogy a csővezeték a kavicsos ütésvizsgálat után és a kábelköteg-szerelvény a sópermet-vizsgálat után megfelel a sópermet-vizsgálat követelményeinek.

Összegzés: Az elektromos járművek nagyfeszültségű kábelei biztonságos és hatékony erőátvitelt tesznek lehetővé többrétegű szerkezetükön keresztül, és alkalmazásaik a hatalomra terjednek ki, töltő- és segédrendszerek. Kiválasztásuknál átfogóan figyelembe kell venni a feszültségszinteket, elektromágneses kompatibilitási és mechanikai védelmi követelmények a jármű nagyfeszültségű rendszerének megbízhatósága és biztonsága érdekében‌.