Komposisi dan Penggunaan kabel Penyambung EV HV

Keperluan susun atur abah-abah pendawaian voltan tinggi EV HV, termasuk kedudukan, penetapan dan saiz, melibatkan struktur kabel, tetapi terutamanya susun atur, yang mungkin berguna untuk bahagian aplikasi. Struktur kabel voltan tinggi diterangkan secara terperinci, termasuk konduktor, lapisan pelindung, lapisan penebat, dll., yang sepatutnya menjawab soalan gubahan secara langsung. Bahagian aplikasi menyebut penghantaran kuasa dari bateri ke motor, penyongsang, dll., serta penghantaran isyarat, yang juga kritikal.

Peranti penyambung voltan tinggi, yang menyebut tahap voltan kabel voltan tinggi, jenis terlindung dan tidak terlindung, dan perbezaan antara teras tunggal dan berbilang teras, yang kesemuanya adalah butiran gubahan. Aspek aplikasi menyebut penghantaran kuasa antara peranti elektrik, seperti motor pemacu utama, sistem penyaman udara, dll., yang perlu digabungkan dengan kandungan ini. Komposisi abah-abah pendawaian voltan tinggi diterangkan secara ringkas, termasuk penyambung, terminal, wayar, dll., yang boleh menambah maklumat komponen.

Komponen voltan tinggi, yang menyebut bahawa kabel voltan tinggi menyambungkan pek bateri, pengecas dan komponen lain, menekankan penebat dan menahan voltan, dan bahagian aplikasi ini perlu dipetik. Abah-abah pendawaian antara port pengecasan pantas dan kotak voltan tinggi menggunakan kabel voltan tinggi, dan bahagian senario aplikasi ini juga harus dipertimbangkan.

Komposisi dan Penggunaan kabel Penyambung EV HV

Komponen kabel Penyambung EV HV hendaklah termasuk bahan konduktor (tembaga atau aluminium), lapisan pelindung konduktor, lapisan penebat, lapisan pelindung penebat, lapisan pelindung logam, dan penutup pelindung. Aspek aplikasi melibatkan penghantaran kuasa (bateri ke motor, penyongsang, dll.), sistem pengecasan (pengecasan pantas/pengecas perlahan), sistem bantu (penghawa dingin, Pemanas PTC), Reka bentuk EMC, dll.

1. Komposisi kabel penyambung voltan tinggi untuk kenderaan elektrik
Kabel voltan tinggi adalah komponen teras penghantaran tenaga elektrik dalam kenderaan elektrik. Reka bentuk struktur mereka mesti memenuhi keperluan voltan tinggi, arus tinggi dan keserasian elektromagnet. Mereka terutamanya termasuk peringkat berikut:

Konduktor
Tembaga (kekonduksian yang sangat baik) atau aluminium (ringan dan kos rendah) digunakan sebagai bahan teras, bertanggungjawab untuk penghantaran semasa.
‌Lapisan pelindung konduktor‌
Balut konduktor untuk pengagihan medan elektrik yang seragam dan mengelakkan nyahcas separa‌.
Lapisan penebat
Bahan voltan tinggi (seperti polietilena bersilang) digunakan untuk menyediakan perlindungan penebat elektrik untuk mengelakkan kebocoran atau litar pintas‌.
‌Lapisan perisai penebat‌
Lebih mengoptimumkan pengagihan medan elektrik dan mengurangkan kerosakan tekanan elektrik pada kabel‌.
Lapisan pelindung logam
Diperbuat daripada jalinan tembaga atau kerajang aluminium, ia menyekat gangguan elektromagnet (EMI) dan meningkatkan keserasian elektromagnet (EMC)‌.
Penutup pelindung
Struktur pelindung luar mempunyai ciri-ciri rintangan haus, rintangan suhu tinggi, Rintangan kakisan, dll., dan sesuai untuk keadaan kerja yang kompleks‌.

‌Jenis reka bentuk khas‌:
Kabel terlindung: Kurangkan gangguan elektromagnet melalui lapisan pelindung logam, sesuai untuk adegan dengan keperluan EMC yang tinggi.
Kabel tidak berperisai: Digunakan dalam persekitaran gangguan rendah, kos yang lebih rendah.
‌Kabel teras tunggal/berbilang teras‌: Kabel teras tunggal sesuai untuk penghantaran arus tinggi (seperti bekalan kuasa motor), dan kabel berbilang teras digunakan untuk penghantaran komposit berbilang isyarat‌.

2. Penggunaan kabel penyambung voltan tinggi untuk kenderaan elektrik
Kabel voltan tinggi digunakan untuk penghantaran kuasa dan kawalan isyarat dalam sistem voltan tinggi keseluruhan kenderaan. Senario aplikasi utama termasuk:

Penghantaran kuasa sistem kuasa
Sambungkan bateri kuasa dengan motor pemacu, penyongsang, Penukar DC/DC dan komponen lain untuk menghantar 200-1500V voltan tinggi DC atau AC.

Keperluan ketumpatan arus tinggi mesti dipenuhi (seperti susunan simetri garis tiga fasa motor).

Sistem pengecasan
Antara muka pengecasan pantas: Sambungkan port pengecasan pantas dengan kotak agihan kuasa voltan tinggi (PDU) untuk menyokong pengecasan DC berkuasa tinggi.

Antara muka pengecasan perlahan: Sambungkan pengecas pada papan (OBC) dengan pek bateri untuk menghantar AC.

‌Sistem tambahan voltan tinggi‌
Menyediakan kuasa untuk pemampat penghawa dingin, Pemanas PTC, sistem stereng/brek elektrik, dll.

‌Pengoptimuman keserasian elektromagnet‌
Kabel berperisai digunakan dalam laluan utama (seperti bateri ke talian motor) untuk mengurangkan kesan gangguan elektromagnet pada peralatan elektronik lain.

3. Keperluan teknikal biasa
Tahap voltan: AC 600V/DC 900V atau AC 1000V/DC 1500V, pemadanan mengikut keperluan komponen, bateri kuasa, memandu motor, dll.
Jarak tetap: ≤300mm apabila luas keratan rentas lebih besar daripada 16 mm²; ≤200mm apabila ≤16 mm², elakkan tergantung atau membongkok berlebihan, penetapan dan susun atur abah-abah pendawaian
Jarak keselamatan: Jurang dengan bahagian pegun ialah ≥10mm, mengelakkan kawasan ubah bentuk perlanggaran (seperti rasuk anti-perlanggaran, pintu kereta)‌

Abah-abah pendawaian kenderaan tenaga baharu tradisional terdiri daripada wayar dan palung wayar plastik. Kerana trunking plastik mempunyai pelesapan haba yang lemah, berkas wayar voltan tinggi memerlukan wayar tolok yang lebih besar untuk mengurangkan kesan haba. Di samping itu, menukar dan membangunkan reka bentuk acuan perlindungan palung wayar baharu adalah mahal dan kitaran pengeluaran adalah panjang. Jadi kami melihat penyelesaian abah-abah wayar pelindung tiub, wakilnya ialah abah-abah wayar voltan tinggi Sumitomo.
Dengan perkembangan pesat kenderaan tenaga baharu dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Komponen elektrik voltan tingginya, seperti motor, penyongsang dan bateri voltan tinggi, juga sentiasa dibangunkan dan diperbaiki. Abah-abah pendawaian voltan tinggi yang menyambungkannya juga sentiasa berkembang dan bertambah baik. Kenderaan itu memerlukan abah-abah pendawaian voltan tinggi segera untuk mengurangkan kos, berat dan ruang susun atur.

Rajah 1 menunjukkan garis masa untuk pengeluaran besar-besaran produk abah-abah wayar voltan tinggi. Dalam 1999, syarikat kami memulakan pengeluaran besar-besaran produk abah-abah pendawaian voltan tinggi untuk Honda INSIGHT. Pembangunan komprehensif pertama bahagian abah-abah pendawaian voltan tinggi, seperti wayar, terminal dan penyambung, bermula dalam 2001 untuk kenderaan hibrid Toyota ESTIMA. Dari segi terminal, dua jenis penyambung acuan dan jenis palam jenis bolt telah dibangunkan berdasarkan keperluan teknikal antara muka sambungan. Perisai elektromagnet bermula dengan kabel terlindung secara individu, kemudian memperkenalkan pelindung abah-abah dawai jalinan integral untuk Toyota Prius masuk 2003, dan memperkenalkan teknologi pelindung tiub pertama untuk Honda CIVICHYBRID di 2005. Keperluan suhu maksimum untuk abah-abah wayar voltan tinggi juga telah berubah daripada 120°C asal kepada 150°C.

Rajah 2 menunjukkan aplikasi produk abah-abah pendawaian voltan tinggi dalam model HEV. Di sebelah kanan, pemasangan abah-abah pendawaian ditunjukkan, diikat menggunakan palung dawai. Di sudut kiri bawah ialah abah-abah pendawaian motor. Terminal dikunci dan dilindungi secara keseluruhan.

Untuk mengelakkan abah-abah pendawaian voltan tinggi daripada menyebabkan gangguan pada abah-abah pendawaian voltan rendah, radio, dll., perisai elektromagnet amat penting untuk abah-abah pendawaian voltan tinggi. Di samping itu, kebanyakan abah-abah pendawaian voltan tinggi kenderaan tenaga baharu disalurkan pada casis, dan prestasi perlindungan mekanikal juga amat penting untuk abah-abah pendawaian voltan tinggi.
Bahagian kiri Rajah 3 menunjukkan abah-abah wayar voltan tinggi terlindung secara individu. Setiap wayar ditutup dengan perisai jalinan tembaga, dengan skema perisai keseluruhan di sebelah kanan. Tiada perisai jalinan berasingan di luar kabel, tetapi perisai keseluruhan pada bahagian luar berbilang kabel voltan tinggi. The 2003 Toyota Prius menggunakan keseluruhan reka bentuk abah-abah wayar voltan tinggi terlindung untuk memudahkan struktur abah-abah wayar dan mengurangkan bilangan komponen yang diperlukan, sekali gus mengurangkan kos keseluruhan sistem abah-abah wayar voltan tinggi. Rajah 4 menunjukkan penggunaan lengan pelindung dan palung dawai acuan suntikan pada bahagian luar dua pilihan reka bentuk untuk perlindungan mekanikal.

Kelemahan skema reka bentuk abah-abah pendawaian voltan tinggi di atas adalah seperti berikut:
1. Kekonduksian haba yang rendah: disebabkan oleh kekonduksian terma rendah yang disebabkan oleh lengan pelindung dan palung dawai acuan suntikan, kekonduksian terma paksi abah-abah wayar adalah rendah;
2. Akibat pemindahan haba yang rendah ini, saiz wayar bertambah, mengakibatkan peningkatan dalam berat dan kos abah-abah voltan tinggi;
3. Struktur perlindungan mekanikal (palung wayar): Jika susun atur abah-abah wayar voltan tinggi berubah, bentuk dan struktur palung dawai juga perlu diubah, yang meningkatkan kos dan memanjangkan kitaran pembangunan.
Bagi menghapuskan kelemahan ini, YAXUN membangunkan abah-abah wayar voltan tinggi terlindung tiub, yang memasang abah-abah wayar voltan tinggi yang tidak terlindung ke dalam tiub aloi aluminium. Paip keluli aloi aluminium menggabungkan perisai elektromagnet dan perlindungan mekanikal dengan berkesan, Seperti yang ditunjukkan dalam angka 5.

Berbanding dengan penyelesaian yang dinyatakan sebelum ini bagi perisai individu dan perisai keseluruhan menggunakan lengan pelindung dan saluran dawai acuan suntikan, ia mempunyai kelebihan berikut:
1. Pemindahan haba yang tinggi bagi bahan aloi aluminium boleh mengurangkan spesifikasi konduktor abah-abah wayar;
2. Kurangkan berat keseluruhan sistem abah-abah pendawaian voltan tinggi;
3. Susunan dan pemasangan abah-abah wayar voltan tinggi adalah lebih mudah dan lebih fleksibel.
Penyelesaian ini telah digunakan dalam Honda INSIGHT (2009), CR-Z dan Fit Hibrid (2010), dan FREED Hybrid (2011).
Melalui eksperimen, keupayaan pelesapan haba abah-abah wayar voltan tinggi yang dilindungi oleh tiub aloi aluminium dan yang dilindungi oleh tiub plastik polipropilena standard telah dibandingkan. Eksperimen telah menunjukkan bahawa paip aloi aluminium mempunyai keupayaan pelesapan haba yang lebih baik daripada paip plastik polipropilena standard.
Persediaan ujian ditunjukkan dalam Rajah 6. Kedua-dua komponen diletakkan di atas sistem pemanasan yang menghasilkan suhu tinggi kira-kira 350°C. Rajah 7 menunjukkan ukuran suhu permukaan yang diukur. Tiub aloi aluminium mempunyai kekonduksian terma yang baik dan prestasi pemindahan haba paksinya jauh lebih baik daripada pelindung plastik.

Prestasi pelesapan haba yang sangat baik ini boleh mengurangkan spesifikasi konduktor kabel voltan tinggi dan mengurangkan tahap rintangan suhu kabel. Kedua-dua aspek ini boleh mengurangkan kos kabel voltan tinggi dengan berkesan.
Di samping itu, disebabkan reka bentuk ini, kabel voltan tinggi ditukar daripada kabel terlindung kepada kabel tak terlindung, menghapuskan keperluan untuk sarung luar kabel dan trunking pelindung acuan suntikan, dan beratnya boleh dikurangkan kira-kira 18%. Oleh kerana kabel voltan tinggi ditukar daripada kabel berperisai kepada kabel tidak berperisai, reka bentuk penyambung voltan tinggi menjadi lebih mudah.

Oleh kerana paip keluli aloi aluminium mempunyai kebolehbentukan yang baik, abah-abah wayar voltan tinggi menggunakan paip keluli aloi aluminium lebih sesuai untuk pemasangan semasa pembuatan.

Abah-abah wayar voltan tinggi menggunakan paip keluli aloi aluminium mempunyai ketegaran yang baik dan tidak mengendur, dan jarak antara titik tetapnya boleh ditetapkan lebih jauh. Oleh kerana fleksibiliti yang tinggi, adalah sukar untuk memastikan pelepasan tanah abah-abah wayar voltan tinggi tradisional apabila diletakkan pada casis.

Apabila reka bentuk abah-abah wayar voltan tinggi menggunakan saluran dawai acuan suntikan diubah, acuan perlu dibuka semula atau acuan perlu diubah suai. Penggunaan paip keluli aloi aluminium hanya memerlukan lenturan, yang sangat memendekkan kitaran pembangunan abah-abah wayar voltan tinggi.

Satu lagi prestasi yang paling penting ialah prestasi perisai elektromagnet. Rajah 16 Kaedah ujian untuk prestasi perisai elektromagnet.

Berdasarkan keputusan ujian, abah-abah wayar voltan tinggi kabel terlindung individu 0.8MHz mempunyai prestasi pelindung yang lebih baik. Lebih tinggi daripada 0.8MHz, abah-abah wayar voltan tinggi menggunakan paip aloi aluminium mempunyai prestasi perisai elektromagnet yang lebih baik.

Kerana paip keluli aloi aluminium digunakan dan disusun di bawah casis kenderaan, ujian prestasi anti-karat adalah penting. Rajah 18 menunjukkan bahawa saluran paip selepas ujian hentaman kerikil dan pemasangan abah-abah pendawaian selepas ujian semburan garam memenuhi keperluan ujian semburan garam.

Ringkasan: Kabel voltan tinggi kenderaan elektrik mencapai penghantaran kuasa yang selamat dan cekap melalui struktur berbilang lapisan, dan aplikasi mereka meliputi kuasa, sistem pengecasan dan tambahan. Pemilihan mereka perlu mempertimbangkan tahap voltan secara menyeluruh, keserasian elektromagnet dan keperluan perlindungan mekanikal untuk memastikan kebolehpercayaan dan keselamatan sistem voltan tinggi kenderaan.