EV・HV接続ケーブルの構成と用途

EV HV 高圧ワイヤーハーネスのレイアウト要件, ポジションも含めて, 固定とサイズ, ケーブルの構造が関係する, しかし主にレイアウト, アプリケーション部分に役立つ可能性があります. 高圧ケーブルの構造を詳しく解説, 導体も含めて, シールド層, 絶縁層, 等, これは構成に関する質問に直接答えるはずです. 応用編ではバッテリーからモーターへの動力伝達について言及しています。, インバーター, 等, 信号伝達だけでなく, これも重要です.

高圧接続装置, 高圧ケーブルの電圧レベルについて言及しています。, シールド付きタイプとシールドなしタイプ, シングルコアとマルチコアの違い, これらはすべて構成の詳細です. アプリケーションの側面では、電気機器間の電力伝送について言及しています。, メインドライブモーターなど, 空調システム, 等, これらのコンテンツと組み合わせる必要があります. 高圧ワイヤーハーネスの構成を簡単に説明します, コネクタを含む, 端子, ワイヤー, 等, コンポーネントの情報を補足する可能性があります.

高電圧コンポーネント, 高電圧ケーブルがバッテリーパックを接続していることが記載されています, 充電器とその他のコンポーネント, 絶縁性と耐電圧を重視, このアプリケーション部分は引用する必要があります. 急速充電ポートと高電圧ボックス間のワイヤーハーネスには高電圧ケーブルが使用されています, アプリケーション シナリオのこの部分も考慮する必要があります.

EV・HV接続ケーブルの構成と用途

EV HV 接続ケーブルのコンポーネントには導体材料が含まれている必要があります (銅またはアルミニウム), 導体シールド層, 絶縁層, 絶縁シールド層, 金属シールド層, そして保護カバー. アプリケーションの側面には動力伝達が含まれます (バッテリーからモーターへ, インバーター, 等), 充電システム (急速充電/低速充電), 補助システム (空調, PTCヒーター), EMC設計, 等.

1. 電気自動車用高圧接続ケーブルの構成
高電圧ケーブルは、電気自動車の電気エネルギー伝送の中核コンポーネントです. 構造設計は高電圧の要件を満たさなければなりません, 大電流と電磁両立性. 主に以下のレベルが含まれます:

導体
銅 (優れた導電率) またはアルミニウム (軽量かつ低コスト) 芯材として使用されています, 電流伝送を担当します⌘.
導体遮蔽層
導体を包み込むことで均一な電界分布を実現し、部分放電を防止します‌.
絶縁層
高電圧材料 (架橋ポリエチレンなど) 漏れや短絡を防ぐための電気絶縁保護を提供するために使用されます‌.
「絶縁シールド層」
電界分布をさらに最適化し、ケーブルへの電気的ストレスによる損傷を軽減します‌.
金属シールド層
銅編組またはアルミ箔製, 電磁干渉を抑制します (エミ) 電磁両立性を向上させます (EMC)‌.
保護カバー
外側の保護構造は耐摩耗性の特性を持っています, 高温耐性, 耐食性, 等, 複雑な作業条件にも適しています‌.

‌特殊デザインタイプ‌:
シールドケーブル: 金属シールド層による電磁干渉を低減します。, 高いEMC要件が求められるシーンに最適⌌.
シールドなしケーブル: 低干渉環境での使用, 低コスト‌.
‌単芯/多芯ケーブル‌: 単芯ケーブルで大電流伝送に最適 (モーター電源など), 多信号複合伝送には多芯ケーブルが使用されます‌.

2. 電気自動車用高電圧接続ケーブルの適用
車両全体の高電圧システムの電力伝送と信号制御に高電圧ケーブルが使用されています。. 主なアプリケーション シナリオには次のものがあります。:

電力系統の送電
動力バッテリーと駆動モーターを接続します, インバーター, 200 ～ 1500V の高電圧 DC または AC を伝送する DC/DC コンバータおよびその他のコンポーネント.

高電流密度要件を満たす必要がある (モーターの三相ラインの対称配置など).

充電システム
‌急速充電インターフェース‌: 急速充電ポートを高電圧配電ボックスに接続します。 (PDU) 高出力DC充電をサポートするため.

‌低速充電インターフェース‌: 車載充電器を接続する (OBC) バッテリーパックを使用してACを送信します.

‌高電圧補助システム‌
エアコンのコンプレッサーに電力を供給します, PTCヒーター, 電動ステアリング/ブレーキシステム, 等.

「電磁両立性の最適化」
主要な経路にはシールドケーブルが使用されています (バッテリーからモーターへのラインなど) 他の電子機器への電磁干渉の影響を軽減するため.

3. 一般的な技術要件
電圧レベル: AC600V/DC900VまたはAC1000V/DC1500V, コンポーネント要件に応じたマッチング, 電源バッテリー, 駆動モーター, 等.
「固定間隔」: 断面積が より大きい場合は ≤300mm 16 mm²; ≤16 mm²の場合は≤200mm, ぶら下がったり、過度に曲げたりしないでください, ワイヤーハーネスの固定とレイアウト
「安全間隔」: 固定部との隙間は10mm以上, 衝突変形領域の回避 (アンチコリジョンビームなど, 車のドア)‌

従来の新エネルギー車用ワイヤーハーネスは、ワイヤーとプラスチックワイヤートラフで構成されています。. 樹脂製の幹線は放熱性が悪いため, 高圧電線の束には、熱の影響を軽減するためにより大きなゲージの電線が必要です. 加えて, 新しいワイヤトラフ保護金型設計の変更と開発はコストがかかり、生産サイクルが長い. そこで私たちは、チューブシールドワイヤーハーネスソリューションを検討しました。, 代表的なのが住友高圧ワイヤーハーネスです。.
近年の新エネルギー自動車の急速な発展に伴い、. その高電圧電気部品, モーターなどの, インバーターと高電圧バッテリー, また、常に開発および改善されています. それらを接続する高圧ワイヤーハーネスも常に開発、改良されています。. 車両にはコスト削減のため高電圧ワイヤーハーネスが緊急に必要です, 重量とレイアウトスペース.

形 1 高圧ワイヤーハーネス製品の量産スケジュールを示します. で 1999, 当社はホンダ「インサイト」向け高圧ワイヤーハーネス製品の量産を開始. 初の高圧ワイヤーハーネス部品の総合開発, ワイヤーなどの, 端子とコネクタ, に始まった 2001 トヨタ エスティマ ハイブリッド車用. 端子に関しては, 接続インターフェースの技術要件に基づいて、ボルトタイプのモールドコネクタとプラグタイプの 2 種類のコネクタを開発しました。. 個別シールドケーブルから始まる電磁シールド, その後、トヨタ プリウス用の一体型編組ワイヤーハーネスシールドを導入しました。 2003, そして、ホンダ シビハイブリッドに初のチューブシールド技術を導入しました。 2005. 高圧ワイヤーハーネスの最高温度要件も、従来の 120°C から 150°C に変更されました。.

形 2 HEVモデルにおける高電圧ワイヤーハーネス製品の適用例を示します。. 右側に, ワイヤーハーネスアセンブリが示されています, ワイヤートラフを使用して固定. 左下隅にはモーターのワイヤーハーネスがあります. 端子はボルトで固定され、全​​体的にシールドされています.

高圧ワイヤーハーネスが低圧ワイヤーハーネスに干渉しないようにするため, ラジオ, 等, 電磁シールドは高電圧ワイヤーハーネスにとって特に重要です. 加えて, 新エネルギー車の高電圧ワイヤーハーネスのほとんどはシャーシ上に配線されています。, 機械的保護性能も高圧ワイヤーハーネスにとって特に重要です。.
図の左側 3 個別シールドされた高圧ワイヤーハーネスを示します。. 各ワイヤーは銅編組シールドで覆われています, 右側に全体的なシールドスキームを示す. ケーブルの外側に個別の編組シールドはありません, ただし、複数の高電圧ケーブルの外側の全体的なシールド. の 2003 トヨタ プリウスは、高圧ワイヤーハーネス全体をシールドする設計を採用し、ワイヤーハーネス構造を簡素化し、必要な部品点数を削減しました。, これにより、高圧ワイヤーハーネスシステム全体のコストが削減されます。. 形 4 機械的保護のための 2 つの設計オプションの外側にある保護スリーブと射出成形ワイヤ トラフの使用を示しています。.

上記の高圧ワイヤーハーネス設計スキームの欠点は次のとおりです。:
1. 低い熱伝導率: 保護スリーブと射出成形ワイヤトラフによる低い熱伝導率によるもの, ワイヤーハーネスの軸方向の熱伝導率が低い;
2. この低い熱伝達の結果、, ワイヤーのサイズが大きくなる, 高圧ハーネスの重量とコストが増加する;
3. 機械的保護構造 (ワイヤートラフ): 高圧ワイヤーハーネスのレイアウトが変更になった場合, ワイヤートラフの形状や構造も変更する必要がある, コストが増加し、開発サイクルが長くなる.
こういった欠点を解消するために, YAXUNは管状シールド付き高圧ワイヤーハーネスを開発しました, シールドなしの高電圧ワイヤーハーネスをアルミニウム合金チューブに取り付けます。. アルミニウム合金鋼管は、電磁シールドと機械的保護を効果的に組み合わせます, 図に示すように 5.

前述の個別シールドと保護スリーブと射出成形ワイヤダクトを使用した全体シールドのソリューションとの比較, 次のような利点があります:
1. アルミニウム合金材料の高い熱伝達により、ワイヤーハーネスの導体仕様が低減される可能性があります;
2. 高圧ワイヤーハーネスシステム全体の軽量化;
3. 高圧ワイヤーハーネスの配置と設置がより簡単かつ柔軟に.
このソリューションはHonda INSIGHTに採用されています (2009), CR-Zとフィットハイブリッド (2010), フリードハイブリッドと (2011).
実験を通じて, アルミニウム合金チューブで保護された高圧ワイヤーハーネスと標準的なポリプロピレンプラスチックチューブで保護された高圧ワイヤーハーネスの放熱能力を比較しました。. 実験により、アルミニウム合金パイプは標準のポリプロピレンプラスチックパイプよりも優れた放熱能力があることが示されました。.
テストのセットアップを図に示します。 6. 両方のコンポーネントは、約 350°C の高温を発生する加熱システムの上に配置されます。. 形 7 測定された表面温度の測定値を示します. アルミニウム合金チューブは熱伝導率が高く、軸方向の熱伝達性能はプラスチック製プロテクターよりもはるかに優れています。.

この優れた放熱性能により、高圧ケーブルの導体仕様を低減し、ケーブルの温度抵抗レベルを下げることができます。. これら 2 つの側面により、高電圧ケーブルのコストを効果的に削減できます。.
加えて, このデザインのせいで, 高圧ケーブルをシールドケーブルから非シールドケーブルに変更, ケーブルの外側シースと射出成形された保護トランキングが不要になります。, そして重量は約約減らすことができます 18%. 高圧ケーブルがシールド付きケーブルからシールドなしケーブルに変更されることに伴い, 高電圧コネクタの設計が簡素化される.

アルミニウム合金鋼管は成形性が良いため、, アルミニウム合金鋼管を使用した高圧ワイヤーハーネスは、製造時の取り付けが容易です.

アルミニウム合金鋼管を使用した剛性が高く、たわみにくい高圧ワイヤーハーネスです。, 固定点間の距離をさらに遠くに設定できます. 柔軟性が高いため、, 従来の高圧ワイヤーハーネスはシャーシ上に設置する際に地上高を確保することが困難.

射出成形ワイヤーダクトを使用した高圧ワイヤーハーネスの設計変更の場合, 金型を再度開くか、金型を変更する必要があります. アルミニウム合金鋼管を曲げ加工するだけで使用可能, 高圧ワイヤーハーネスの開発サイクルを大幅に短縮.

もう一つ重要な性能は電磁波シールド性能です。. 形 16 電磁波シールド性能試験方法.

試験結果から判断すると, 0.8MHz個別シールドケーブル高圧ワイヤーハーネスのシールド性能が向上. 0.8MHz以上, アルミ合金パイプを使用した高圧ワイヤーハーネスは電磁波シールド性能が優れています.

アルミ合金鋼管を使用し車体下部に配置しているため, 耐食性能試験は必須です. 形 18 砂利衝撃試験後のパイプラインと塩水噴霧試験後のワイヤハーネスアセンブリが塩水噴霧試験の要件を満たしていることを示しています。.

まとめ: 電気自動車用高圧ケーブルは多層構造により安全かつ効率的な電力伝送を実現, そしてそのアプリケーションは電力をカバーします, 充電および補助システム. 電圧レベルを総合的に考慮して選択する必要があります, 車両の高電圧システムの信頼性と安全性を確保するための電磁適合性と機械的保護要件‌.