Состав и применение соединительных кабелей высокого напряжения EV

Требования к прокладке высоковольтных жгутов электропроводки электромобилей., включая позицию, фиксация и размер, учитывать структуру кабеля, но в основном макет, что может быть полезно для прикладной части. Подробно описано строение высоковольтного кабеля., включая проводников, защитные слои, изоляционные слои, и т. д., который должен напрямую отвечать на вопрос о составе. В прикладной части упоминается передача мощности от аккумулятора к двигателю., инвертор, и т. д., а также передача сигнала, что тоже критично.

Высоковольтное соединительное устройство, где упоминается уровень напряжения высоковольтных кабелей, экранированные и неэкранированные типы, и разница между одноядерными и многоядерными, это все детали композиции. В прикладном аспекте упоминается передача энергии между электрическими устройствами., например, главный приводной двигатель, система кондиционирования воздуха, и т. д., который необходимо объединить с этим содержимым. Кратко описан состав жгута высоковольтной проводки., включая разъемы, терминалы, провода, и т. д., которые могут дополнять информацию о компонентах.

Высоковольтные компоненты, в котором упоминается, что высоковольтные кабели соединяют аккумуляторные блоки, зарядные устройства и другие компоненты, подчеркивает изоляцию и выдерживаемое напряжение, и эту часть приложения необходимо указать. В жгуте проводов между портом быстрой зарядки и высоковольтным блоком используются высоковольтные кабели., и эту часть сценария применения тоже следует учитывать.

Состав и применение соединительных кабелей высокого напряжения EV

Компоненты соединительных кабелей EV HV должны включать проводниковый материал. (медь или алюминий), защитный слой проводника, изоляционный слой, изоляционный защитный слой, металлический защитный слой, и защитный чехол. Аспекты применения включают передачу энергии. (аккумулятор к двигателю, инвертор, и т. д.), система зарядки (быстрая зарядка/медленная зарядка), вспомогательная система (кондиционер, ПТК-нагреватель), ЭМС-проектирование, и т. д..

1. Состав высоковольтных соединительных кабелей для электромобилей
Высоковольтные кабели являются основными компонентами передачи электроэнергии в электромобилях.. Их конструктивное исполнение должно отвечать требованиям высокого напряжения., высокий ток и электромагнитная совместимость. В основном они включают следующие уровни:

‌Дирижер‌
Медь (отличная проводимость) или алюминий (легкий и недорогой) используется в качестве основного материала, ответственный за текущую передачу‌.
‌Защитный слой проводника‌
Оберните проводник для равномерного распределения электрического поля и предотвращения частичного разряда‌.
‌Изоляционный слой‌
Высоковольтные материалы (например, сшитый полиэтилен) используются для обеспечения защиты электрической изоляции во избежание утечек или короткого замыкания‌.
‌Изоляционный защитный слой‌
Дальнейшая оптимизация распределения электрического поля и снижение ущерба от электрического напряжения в кабеле‌.
‌Металлический защитный слой‌
Изготовлен из медной оплетки или алюминиевой фольги., подавляет электромагнитные помехи (Эми) и улучшает электромагнитную совместимость (EMC)‌.
‌Защитный чехол‌
Внешняя защитная структура обладает характеристиками износостойкости., Высокая температурная стойкость, коррозионная стойкость, и т. д., и подходит для сложных условий работы‌.

‌Специальный тип конструкции‌:
‌Экранированный кабель‌: Уменьшите электромагнитные помехи за счет металлического экранирующего слоя., подходит для мест с высокими требованиями к электромагнитной совместимости‌.
‌Неэкранированный кабель‌: Используется в средах с низким уровнем помех, более низкая стоимость‌.
‌Одножильный/многожильный кабель‌: Одножильный кабель подходит для передачи сильного тока. (например, источник питания двигателя), а многожильный кабель используется для многосигнальной композитной передачи‌.

2. Применение высоковольтных соединительных кабелей для электромобилей
Высоковольтные кабели используются для передачи энергии и управления сигналами в высоковольтной системе всего автомобиля.. Основные сценарии применения включают в себя:

‌Передача энергии энергосистемы‌
Подключите аккумуляторную батарею к приводному двигателю., инвертор, Преобразователь постоянного/постоянного тока и другие компоненты для передачи постоянного или переменного тока высокого напряжения 200–1500 В..

Должны быть соблюдены требования к высокой плотности тока. (например, симметричное расположение трехфазной линии двигателя).

‌Система зарядки‌
‌Интерфейс быстрой зарядки‌: Подключите порт быстрой зарядки к распределительной коробке высокого напряжения. (ПДУ) для поддержки мощной зарядки постоянного тока.

‌Интерфейс медленной зарядки‌: Подключите встроенное зарядное устройство (ОБЦ) с аккумулятором для передачи переменного тока.

‌Вспомогательная система высокого напряжения‌
Обеспечивает питание компрессоров кондиционеров., ПТК-нагреватели, электрические рулевые/тормозные системы, и т. д..

‌Оптимизация электромагнитной совместимости‌
Экранированные кабели используются в ключевых путях (например, от аккумулятора к линиям двигателя) для уменьшения воздействия электромагнитных помех на другое электронное оборудование.

3. Типовые технические требования
‌Уровень напряжения‌: 600 В переменного тока/900 В постоянного тока или 1000 В переменного тока/1500 В постоянного тока, соответствие требованиям к компонентам, мощность аккумулятора, приводной двигатель, и т. д..
‌Фиксированный интервал‌: ≤300 мм, когда площадь поперечного сечения превышает 16 мм²; ≤200 мм при ≤16 мм², избегайте подвешивания или чрезмерного сгибания, крепление и разводка жгута проводов
‌Безопасное расстояние‌: Зазор со стационарными частями ≥10 мм., избежание зон деформации при столкновении (такие как балки для предотвращения столкновений, двери автомобиля)‌

Традиционные жгуты проводов транспортных средств на новых источниках энергии состоят из проводов и пластиковых проволочных желобов.. Потому что пластиковый короб плохо рассеивает тепло., пучки проводов высокого напряжения требуют проводов большего сечения, чтобы уменьшить воздействие тепла. Кроме того, изменение и разработка новой конструкции формы для защиты проволочного желоба обходится дорого, а производственный цикл длительный.. Итак, мы увидели решение для жгутов проводов для экранирования трубок., представителем которого является жгут проводов высокого напряжения Sumitomo..
В связи с быстрым развитием новых энергетических транспортных средств в последние годы. Его высоковольтные электрические компоненты, такие как моторы, инверторы и высоковольтные батареи, также постоянно развиваются и совершенствуются. Соединяющие их высоковольтные жгуты проводов также постоянно развиваются и совершенствуются.. Транспортному средству срочно необходимы высоковольтные жгуты проводов для снижения затрат., вес и компоновочное пространство.

Фигура 1 показаны сроки серийного производства жгутовой продукции высокого напряжения. В 1999, наша компания начала масштабное производство изделий высоковольтной проводки для Honda INSIGHT. Первая комплексная разработка деталей высоковольтных жгутов проводов., такие как провода, клеммы и разъемы, началось в 2001 для гибридного автомобиля Toyota ESTIMA. Что касается терминалов, с учетом технических требований интерфейса подключения разработаны два типа соединителей болтового типа и штекерного типа.. Электромагнитное экранирование началось с индивидуально экранированных кабелей., затем представил встроенную экранирующую оплетку жгутов проводов для Toyota Prius в 2003, и представил первую технологию защиты трубок для Honda CIVICHYBRID в 2005. Требования к максимальной температуре для жгутов высоковольтных проводов также изменились с исходных 120°C до 150°C..

Фигура 2 демонстрирует применение высоковольтных жгутов проводов в моделях HEV.. Справа, показан жгут проводов в сборе, закрепляется с помощью проволочных желобов. В левом нижнем углу жгут проводов двигателя.. Клеммы закреплены болтами и в целом экранированы..

Во избежание помех в жгутах проводов высокого напряжения для жгутов проводов низкого напряжения., радиоприемники, и т. д., электромагнитное экранирование особенно важно для высоковольтных проводов.. Кроме того, большая часть высоковольтных жгутов электромобилей на новых источниках энергии проложена по шасси., и механическая защита также особенно важна для жгутов проводов высокого напряжения..
Левая часть рисунка 3 показан индивидуально экранированный жгут проводов высокого напряжения.. Каждый провод покрыт медной оплеткой., общая схема экранирования справа. Отдельного экрана в оплетке снаружи кабеля нет., но общее экранирование снаружи нескольких высоковольтных кабелей. А 2003 Toyota Prius использовала общую экранированную конструкцию жгута проводов высокого напряжения, чтобы упростить структуру жгута проводов и уменьшить количество необходимых компонентов., тем самым снижая стоимость всей системы высоковольтных жгутов проводов.. Фигура 4 показано использование защитных гильз и отлитых под давлением проволочных желобов снаружи в двух вариантах конструкции для механической защиты..

Недостатками приведенной выше схемы построения высоковольтной электропроводки являются следующие.:
1. Низкая теплопроводность: из-за низкой теплопроводности, обусловленной защитными рукавами и отлитыми под давлением проволочными желобами, осевая теплопроводность жгута проводов низкая;
2. В результате такой низкой теплопередачи, размер проводов увеличивается, что приводит к увеличению веса и стоимости высоковольтной жгута;
3. Механическая защитная конструкция (проволочный корыто): Если изменилась схема расположения высоковольтного жгута проводов, форму и структуру проволочного желоба также необходимо изменить, что увеличивает стоимость и удлиняет цикл разработки.
Для устранения этих недостатков, Компания YAXUN разработала трубчатый экранированный жгут проводов высокого напряжения., который устанавливает неэкранированные жгуты высоковольтных проводов в трубы из алюминиевого сплава.. Стальная труба из алюминиевого сплава эффективно сочетает в себе электромагнитное экранирование и механическую защиту., Как показано на рисунке 5.

По сравнению с ранее упомянутыми решениями индивидуального и общего экранирования с использованием защитных гильз и отлитых под давлением проводных коробов., он имеет следующие преимущества:
1. Высокая теплопередача материалов из алюминиевых сплавов может уменьшить характеристики проводников жгута проводов.;
2. Уменьшите вес всей системы жгутов высоковольтной проводки.;
3. Расположение и монтаж высоковольтных жгутов стали проще и гибче..
Это решение использовалось в Honda INSIGHT. (2009), CR-Z и Fit Hybrid (2010), и ФРИД Гибрид (2011).
Через эксперименты, проведено сравнение возможностей теплоотвода высоковольтных жгутов, защищенных трубками из алюминиевого сплава, и защищенных стандартными полипропиленовыми пластиковыми трубками.. Эксперименты показали, что трубы из алюминиевого сплава обладают лучшими возможностями рассеивания тепла, чем стандартные трубы из полипропиленового пластика..
Тестовая установка показана на рисунке. 6. Оба компонента размещаются поверх системы отопления, которая генерирует высокие температуры около 350°C.. Фигура 7 показывает измеренные измерения температуры поверхности. Трубки из алюминиевого сплава имеют хорошую теплопроводность, а их характеристики осевой теплопередачи намного лучше, чем у пластиковых протекторов..

Эти превосходные характеристики рассеивания тепла могут уменьшить характеристики проводников высоковольтных кабелей и снизить уровень термостойкости кабелей.. Эти два аспекта могут эффективно снизить стоимость высоковольтных кабелей..
Кроме того, из-за этой конструкции, высоковольтный кабель заменяется с экранированного на неэкранированный кабель, устраняется необходимость во внешней оболочке кабеля и защитном коробе, отлитом под давлением., и вес можно уменьшить примерно 18%. Поскольку высоковольтные кабели заменяются экранированными кабелями на неэкранированные кабели., упрощается конструкция высоковольтных разъемов.

Поскольку стальные трубы из алюминиевого сплава имеют хорошую формуемость, высоковольтные жгуты проводов с использованием стальных труб из алюминиевого сплава более удобны для монтажа во время производства..

Высоковольтный жгут проводов из стальной трубы из алюминиевого сплава имеет хорошую жесткость и не провисает., и расстояние между его фиксированными точками можно установить дальше. Благодаря высокой гибкости, сложно обеспечить дорожный просвет традиционных высоковольтных жгутов проводов при размещении на шасси.

При изменении конструкции высоковольтных жгутов с применением литьевых проводоканалов, форму необходимо повторно открыть или модифицировать форму. Использование стальных труб из алюминиевого сплава требует только гибки., что значительно сокращает цикл разработки высоковольтных жгутов проводов.

Еще одной важной характеристикой является эффективность электромагнитного экранирования.. Фигура 16 Метод испытания характеристик электромагнитного экранирования.

Судя по результатам испытаний, Высоковольтный жгут проводов кабеля с индивидуальным экранированием 0,8 МГц имеет лучшие характеристики экранирования.. Выше 0,8 МГц, высоковольтные жгуты проводов с использованием труб из алюминиевого сплава обладают лучшими характеристиками электромагнитного экранирования..

Поскольку используются стальные трубы из алюминиевого сплава, расположенные под шасси автомобиля., необходимы испытания на антикоррозийные характеристики. Фигура 18 показывает, что трубопровод после испытания на воздействие гравия и жгут проводов в сборе после испытания на воздействие солевого тумана соответствуют требованиям испытания на воздействие солевого тумана..

краткое содержание: Высоковольтные кабели электромобилей обеспечивают безопасную и эффективную передачу энергии благодаря многослойной структуре., и их приложения охватывают энергетику, зарядные и вспомогательные системы. При их выборе необходимо всесторонне учитывать уровни напряжения., Требования по электромагнитной совместимости и механической защите для обеспечения надежности и безопасности высоковольтной системы автомобиля‌.