EV HV savienojuma kabeļu sastāvs un pielietojums

EV HV augstsprieguma vadu instalācijas izkārtojuma prasības, ieskaitot pozīciju, fiksācija un izmērs, ietver kabeļa struktūru, bet galvenokārt izkārtojums, kas var būt noderīgi lietojumprogrammas daļai. Augstsprieguma kabeļa struktūra ir detalizēti aprakstīta, ieskaitot vadītājus, ekranēšanas slāņi, izolācijas slāņi, utc, kam tieši jāatbild uz jautājumu par sastāvu. Lietojumprogrammas daļā ir minēta jaudas pārvade no akumulatora uz motoru, invertors, utc, kā arī signāla pārraidi, kas arī ir kritiski.

Augstsprieguma savienojuma ierīce, kurā minēts augstsprieguma kabeļu sprieguma līmenis, ekranēti un neekranēti veidi, un atšķirība starp vienkodolu un daudzkodolu, kuras visas ir kompozīcijas detaļas. Lietojumprogrammas aspektā ir minēta jaudas pārvade starp elektriskām ierīcēm, piemēram, galvenais piedziņas motors, gaisa kondicionēšanas sistēma, utc, kas jāapvieno ar šo saturu. Īsi aprakstīts augstsprieguma vadu instalācijas sastāvs, ieskaitot savienotājus, termināļi, vadi, utc, kas var papildināt informāciju par sastāvdaļām.

Augstsprieguma komponenti, kurā minēts, ka augstsprieguma kabeļi savieno akumulatoru blokus, lādētāji un citas sastāvdaļas, uzsver izolāciju un sprieguma izturību, un šī pieteikuma daļa ir jācitē. Vadu instalācija starp ātrās uzlādes portu un augstsprieguma kārbu izmanto augstsprieguma kabeļus, un jāņem vērā arī šī pieteikuma scenārija daļa.

EV HV savienojuma kabeļu sastāvs un pielietojums

EV HV savienojuma kabeļu komponentos jāiekļauj vadu materiāls (varš vai alumīnijs), vadītāju ekranēšanas slānis, izolācijas slānis, izolācijas aizsargkārta, metāla aizsargkārta, un aizsargapvalks. Pielietojuma aspekti ir saistīti ar jaudas pārvadi (akumulators pret motoru, invertors, utc), uzlādes sistēma (ātra uzlāde / lēna uzlāde), palīgsistēma (gaisa kondicionētājs, PTC sildītājs), EMC dizains, utt..

1. Elektrisko transportlīdzekļu augstsprieguma savienojošo kabeļu sastāvs
Augstsprieguma kabeļi ir elektrisko transportlīdzekļu elektroenerģijas pārvades galvenās sastāvdaļas. To konstrukcijas konstrukcijai jāatbilst augstsprieguma prasībām, augsta strāva un elektromagnētiskā savietojamība. Tie galvenokārt ietver šādus līmeņus:

Diriģents
Vara (lieliska vadītspēja) vai alumīnijs (viegls un zemas izmaksas) tiek izmantots kā pamatmateriāls, atbildīgs par strāvas pārraidi.
Vadītāju ekranēšanas slānis
Aptiniet vadītāju, lai nodrošinātu vienmērīgu elektriskā lauka sadalījumu un novērstu daļēju izlādi‌.
Izolācijas slānis
Augstsprieguma materiāli (piemēram, šķērssaistīts polietilēns) tiek izmantoti, lai nodrošinātu elektriskās izolācijas aizsardzību, lai novērstu noplūdi vai īssavienojumu‌.
Izolācijas aizsargslānis
Vēl vairāk optimizē elektriskā lauka sadalījumu un samazina kabeļa elektriskās slodzes bojājumus‌.
Metāla aizsargslānis
Izgatavota no vara pinuma vai alumīnija folijas, tas nomāc elektromagnētiskos traucējumus (EMI) un uzlabo elektromagnētisko savietojamību (EMC)‌.
Aizsargpārvalks
Ārējai aizsargkonstrukcijai ir nodilumizturības īpašības, augsta temperatūras izturība, izturība pret koroziju, utc, un ir piemērots sarežģītiem darba apstākļiem.

Īpašs dizaina tips:
Ekranēts kabelis: Samaziniet elektromagnētiskos traucējumus caur metāla aizsargkārtu, piemērots ainām ar augstām EMC prasībām‌.
Neekranēts kabelis: Izmanto vidēs ar zemu traucējumu līmeni, zemākas izmaksas.
Viendzīslu/daudzdzīslu kabelis: Viena kodola kabelis ir piemērots lielas strāvas pārvadei (piemēram, motora barošanas avots), un daudzkodolu kabelis tiek izmantots vairāku signālu kompozītmateriālu pārraidei‌.

2. Augstsprieguma savienojošo kabeļu pielietojums elektriskajiem transportlīdzekļiem
Augstsprieguma kabeļi tiek izmantoti jaudas pārraidei un signāla vadībai visa transportlīdzekļa augstsprieguma sistēmā. Galvenie lietojumprogrammu scenāriji ietver:

Energosistēmas jaudas pārvade
Savienojiet strāvas akumulatoru ar piedziņas motoru, invertors, Līdzstrāvas/līdzstrāvas pārveidotājs un citas sastāvdaļas 200–1500 V augstsprieguma līdzstrāvas vai maiņstrāvas pārvadīšanai.

Jāievēro prasības attiecībā uz augstu strāvas blīvumu (piemēram, simetrisks motora trīsfāzu līnijas izvietojums).

Uzlādes sistēma
Ātrās uzlādes interfeiss: Savienojiet ātrās uzlādes portu ar augstsprieguma strāvas sadales kārbu (PDU) lai atbalstītu lielas jaudas līdzstrāvas uzlādi.

Lēnas uzlādes interfeiss: Pievienojiet iebūvēto lādētāju (OBC) ar akumulatoru, lai pārsūtītu maiņstrāvu.

‌Augstsprieguma palīgsistēma‌
Nodrošiniet jaudu gaisa kondicionēšanas kompresoriem, PTC sildītāji, elektriskās stūres/bremžu sistēmas, utt..

‌Elektromagnētiskās saderības optimizācija‌
Galvenajos ceļos tiek izmantoti ekranēti kabeļi (piemēram, no akumulatora līdz motora līnijām) lai samazinātu elektromagnētisko traucējumu ietekmi uz citām elektroniskām iekārtām.

3. Tipiskas tehniskās prasības
Sprieguma līmenis: AC 600V/DC 900V vai AC 1000V/DC 1500V, saskaņošana atbilstoši komponentu prasībām, strāvas akumulators, piedziņas motors, utt..
Fiksēta atstarpe: ≤300 mm, ja šķērsgriezuma laukums ir lielāks par 16 mm²; ≤200mm, ja ≤16 mm², izvairieties no pakāršanās vai pārmērīgas locīšanas, elektroinstalācijas stiprināšana un izkārtojums
Drošības atstatums: Atstarpe ar stacionārajām daļām ir ≥10 mm, izvairoties no sadursmes deformācijas zonām (piemēram, pretsadursmes sijas, automašīnu durvis)‌

Tradicionālās jaunās enerģijas transportlīdzekļu vadu instalācijas sastāv no vadiem un plastmasas vadu vannām. Tā kā plastmasas kanāliem ir slikta siltuma izkliede, augstsprieguma vadu saišķiem ir nepieciešami lielāki vadi, lai samazinātu siltuma ietekmi. Papildus, jaunas stiepļu siles aizsardzības veidņu konstrukcijas maiņa un izstrāde ir dārga, un ražošanas cikls ir garš. Tātad mēs redzējām cauruļu ekranēšanas vadu instalācijas risinājumu, kura pārstāvis ir Sumitomo augstsprieguma vadu instalācija.
Pēdējos gados strauji attīstoties jauniem enerģijas transportlīdzekļiem. Tā augstsprieguma elektriskie komponenti, piemēram, motori, invertori un augstsprieguma akumulatori, tiek arī pastāvīgi attīstīti un uzlaboti. Arī tos savienojošās augstsprieguma vadu instalācijas nepārtraukti attīstās un pilnveidojas. Transportlīdzeklim ir steidzami nepieciešama augstsprieguma vadu instalācija, lai samazinātu izmaksas, svars un izkārtojuma telpa.

Figūra 1 parāda augstsprieguma vadu instalācijas produktu masveida ražošanas laika grafiku. Iekšā 1999, mūsu uzņēmums sāka liela mēroga augstsprieguma vadu instalācijas produktu ražošanu Honda INSIGHT. Pirmā visaptverošā augstsprieguma vadu instalācijas daļu izstrāde, piemēram, vadi, spailes un savienotāji, sākās gadā 2001 hibrīdautomobilim Toyota ESTIMA. Termināļu ziņā, Pamatojoties uz savienojuma saskarnes tehniskajām prasībām, ir izstrādāti divu veidu bultskrūves formas un spraudveida savienotāji. Elektromagnētiskā ekranēšana sākās ar atsevišķi ekranētiem kabeļiem, gadā ieviesa integrētu pīto vadu instalācijas aizsargu Toyota Prius 2003, gadā un ieviesa pirmo cauruļu ekranēšanas tehnoloģiju Honda CIVICHYBRID 2005. Arī maksimālās temperatūras prasības augstsprieguma vadu instalācijām ir mainītas no sākotnējās 120°C uz 150°C.

Figūra 2 parāda augstsprieguma vadu instalācijas produktu pielietojumu HEV modeļos. Labajā pusē, tiek parādīts vadu instalācijas komplekts, nostiprināts, izmantojot stiepļu siles. Apakšējā kreisajā stūrī ir motora vadu instalācija. Spailes kopumā ir pieskrūvētas un ekranētas.

Lai novērstu augstsprieguma vadu instalācijas traucējumus zemsprieguma vadu instalācijās, radioaparāti, utc, elektromagnētiskais ekranējums ir īpaši svarīgs augstsprieguma vadu instalācijām. Papildus, lielākā daļa jauno enerģijas transportlīdzekļu augstsprieguma vadu instalācijas ir izvadītas uz šasijas, un mehāniskās aizsardzības veiktspēja ir īpaši svarīga arī augstsprieguma vadu instalācijām.
Attēla kreisā puse 3 parāda individuāli ekranētu augstsprieguma vadu instalāciju. Katrs vads ir pārklāts ar vara pītu vairogu, ar vispārējo ekranēšanas shēmu labajā pusē. Ārpus kabeļa nav atsevišķa pīta vairoga, bet vispārējs ekranējums vairāku augstsprieguma kabeļu ārpusē. The 2003 Toyota Prius izmantoja vispārēju ekranētu augstsprieguma vadu instalācijas dizainu, lai vienkāršotu vadu instalācijas struktūru un samazinātu nepieciešamo komponentu skaitu., tādējādi samazinot kopējās augstsprieguma vadu instalācijas sistēmas izmaksas. Figūra 4 parāda aizsarguzmavu un iesmidzināšanas stiepļu teknes izmantošanu divu mehāniskās aizsardzības dizaina iespēju ārpusē.

Iepriekš minētās augstsprieguma vadu instalācijas projektēšanas shēmas trūkumi ir šādi:
1. Zema siltumvadītspēja: zemās siltumvadītspējas dēļ, ko izraisa aizsarguzmavas un iesmidzināšanas stiepļu siles, vadu instalācijas aksiālā siltumvadītspēja ir zema;
2. Šīs zemās siltuma pārneses rezultātā, vadu izmērs palielinās, kā rezultātā palielinās augstsprieguma instalācijas svars un izmaksas;
3. Mehāniskā aizsargkonstrukcija (stiepļu sile): Ja mainās augstsprieguma vadu instalācijas izkārtojums, jāmaina arī stiepļu siles forma un struktūra, kas palielina izmaksas un pagarina izstrādes ciklu.
Lai novērstu šos trūkumus, YAXUN izstrādāja cauruļveida ekranētu augstsprieguma vadu instalāciju, kas uzstāda neekranētus augstsprieguma vadu instalācijas alumīnija sakausējuma caurulēs. Alumīnija leģētā tērauda caurule efektīvi apvieno elektromagnētisko ekranējumu un mehānisko aizsardzību, kā parādīts attēlā 5.

Salīdzinājumā ar iepriekš minētajiem risinājumiem individuālais ekranējums un kopējais ekranējums, izmantojot aizsarguzmavas un iesmidzināšanas stiepļu kanālus, tam ir šādas priekšrocības:
1. Alumīnija sakausējuma materiālu augstā siltuma pārnese var samazināt vadu instalācijas vadītāju specifikācijas;
2. Samaziniet kopējās augstsprieguma vadu sistēmas svaru;
3. Augstsprieguma vadu instalāciju izvietojums un uzstādīšana ir vienkāršāka un elastīgāka.
Šis risinājums ir izmantots Honda INSIGHT (2009), CR-Z un Fit Hybrid (2010), un FREE hibrīds (2011).
Caur eksperimentiem, tika salīdzinātas augstsprieguma vadu instalācijas siltuma izkliedes spējas, kas aizsargātas ar alumīnija sakausējuma caurulēm, un tām, kas aizsargātas ar standarta polipropilēna plastmasas caurulēm. Eksperimenti ir parādījuši, ka alumīnija sakausējuma caurulēm ir labākas siltuma izkliedes spējas nekā standarta polipropilēna plastmasas caurulēm.
Testa iestatījums ir parādīts attēlā 6. Abas sastāvdaļas ir novietotas virs apkures sistēmas, kas rada augstu temperatūru aptuveni 350°C. Figūra 7 parāda izmērītos virsmas temperatūras mērījumus. Alumīnija sakausējuma caurulēm ir laba siltumvadītspēja, un to aksiālā siltuma pārnese ir daudz labāka nekā plastmasas aizsargiem.

Šī lieliskā siltuma izkliedes veiktspēja var samazināt augstsprieguma kabeļu vadītāju specifikācijas un samazināt kabeļu temperatūras pretestības līmeni. Šie divi aspekti var efektīvi samazināt augstsprieguma kabeļu izmaksas.
Papildus, šī dizaina dēļ, augstsprieguma kabelis tiek nomainīts no ekranēta uz neekranētu kabeli, novēršot nepieciešamību pēc kabeļa ārējā apvalka un iesmidzināšanas formas aizsargkanāla, un svaru var samazināt par aptuveni 18%. Tā kā augstsprieguma kabeļi tiek mainīti no ekranētiem kabeļiem uz neekranētiem kabeļiem, augstsprieguma savienotāju dizains kļūst vienkāršāks.

Tā kā alumīnija sakausējuma tērauda caurulēm ir laba formējamība, augstsprieguma vadu instalācijas, kurās izmanto alumīnija sakausējuma tērauda caurules, ir labākas uzstādīšanai ražošanas laikā.

Augstsprieguma vadu instalācijai, kurā tiek izmantota alumīnija sakausējuma tērauda caurule, ir laba stingrība un tā nesaslīd, un attālumu starp tā fiksētajiem punktiem var iestatīt tālāk. Pateicoties tā augstajai elastībai, ir grūti nodrošināt klīrensu tradicionālajām augstsprieguma vadu instalācijām, ja tās ir novietotas uz šasijas.

Kad tiek mainīta augstsprieguma vadu instalācijas konstrukcija, izmantojot iesmidzināšanas vadu kanālus, veidne ir jāatver atkārtoti vai veidne ir jāpārveido. Alumīnija sakausējuma tērauda cauruļu izmantošanai nepieciešama tikai saliekšana, kas ievērojami saīsina augstsprieguma vadu instalācijas izstrādes ciklu.

Vēl viena vissvarīgākā veiktspēja ir elektromagnētiskās ekranēšanas veiktspēja. Figūra 16 Elektromagnētiskās ekranēšanas veiktspējas pārbaudes metode.

Spriežot pēc testa rezultātiem, 0,8MHz atsevišķi ekranētai kabeļa augstsprieguma vadu instalācijai ir labāka ekranēšanas veiktspēja. Augstāks par 0,8 MHz, augstsprieguma vadu instalācijām, kurās izmanto alumīnija sakausējuma caurules, ir labāka elektromagnētiskā ekranēšana.

Tā kā alumīnija sakausējuma tērauda caurules tiek izmantotas un sakārtotas zem transportlīdzekļa šasijas, ir būtiska pretkorozijas veiktspējas pārbaude. Figūra 18 parāda, ka cauruļvads pēc grants trieciena testa un vadu instalācijas komplekts pēc sāls izsmidzināšanas testa atbilst sāls izsmidzināšanas testa prasībām.

Kopsavilkums: Elektrisko transportlīdzekļu augstsprieguma kabeļi nodrošina drošu un efektīvu jaudas pārvadi, izmantojot daudzslāņu struktūru, un to lietojumi attiecas uz jaudu, uzlādes un palīgsistēmas. Izvēloties tos, ir vispusīgi jāņem vērā sprieguma līmeņi, elektromagnētiskās savietojamības un mehāniskās aizsardzības prasības, lai nodrošinātu transportlīdzekļa augstsprieguma sistēmas uzticamību un drošību‌.