汽(qì)車線束整體可分為低壓線束和高壓線束兩種,傳統燃油汽車主要采用低壓線束,新能源汽車主要使用高壓線束,高壓線束可以(yǐ)根據不同的電(diàn)壓等級配置於電動汽車內部及外部線(xiàn)束連接。主要應用配電盒內部線束信號分配(pèi),高效(xiào)優質地傳輸電(diàn)能(néng),屏蔽外(wài)界信號幹擾等,高壓線(xiàn)束是新能源汽車(chē)高壓係統的神經網(wǎng)絡,非常重(chóng)要,今天我們一起聊聊(liáo),什麽是新能源汽車高壓線束(shù)?
新能源汽車高壓線束主要由連接器、端子、電線、覆蓋物等零件組成。新(xīn)能源汽(qì)車高壓線束可以根據不同的電壓(yā)等級配置(zhì)於電動汽車內部及外部線束連接。主要應用配電(diàn)盒內部(bù)線束信號分(fèn)配,高效優(yōu)質(zhì)地傳輸(shū)電能,屏蔽外界(jiè)信號幹擾。由(yóu)於車內(nèi)高壓線束具有大電壓(yā)/大電流、大線徑導線數量多等特點,線束的設計麵臨(lín)布(bù)線、安全、屏蔽、重量(liàng)和成本等(děng)挑戰。
序(xù)號
材(cái)料名詞
英文簡(jiǎn)稱
1
高壓連接器
Connector
2 端(duān)子
Terminal
3 電(diàn)線
Cable
4 定位紮帶
Clip
5 覆蓋物(膠帶(dài)熱(rè)縮管波紋管)
(Tape,HeatTube,CorrugateTube)
6
密封(fēng)件(密封塞,堵頭)
(Seal,Plug)
7 電測標簽
Label
高壓連接器
高壓連接器的協會標準
高壓連(lián)接器目前都(dōu)是基於行(háng)業標準;從標(biāo)準來說有安規、性能等要求標準,也有測試標準(zhǔn),目前連接器廠家最為主流的(de)設計基本上會(huì)參(cān)照歐洲四大主機廠(chǎng):奧(ào)迪、寶馬、戴姆勒、保時捷(jié)聯合製定的行業標準(zhǔn)LV係列標準;而在北(běi)美主要是來自(zì)己SAEuscar的相關標準,uscar本身不起草標準,我們(men)經常使(shǐ)用的uscar2、 37等相關標(biāo)準主要是來自克萊斯勒、福特、通用美國三大主機廠聯合的線束連接組(zǔ)織EWCAP,這個組(zǔ)織94年(nián)就已經成(chéng)立,08年為了適應越來越多的HEV的要求,該組織更新了SAE-USCAR 2 ,將電壓等級從原有的20V提升到了我們現在看到的600V。
高壓連接器的種類介紹(shào)
新能源汽車用高(gāo)壓連接器是機電一體化產品,主要由接觸件、絕緣體、殼體及附件四部分(fèn)構成,其中:接觸件是連接器完成光、電(diàn)信號連接的(de)核心部件(jiàn),通過接觸件的插合完成車輛在(zài)行車中所需的光、電信(xìn)號的連接;絕緣體和外殼主要起固定、絕緣和機械保護作用。製造過程集電氣性能設計、數控機械加(jiā)工、衝壓(yā)工藝技術、塑壓工藝技術、精密壓(yā)鑄工(gōng)藝技術、嚴格的(de)試(shì)驗手(shǒu)段等多元技術組合於一體。由於高(gāo)壓連接器產品的質量和(hé)精度直接影(yǐng)響到連接器的電氣、機械、環境(jìng)等性能,進而影響電(diàn)動車輛的行車安全,因此高壓連接(jiē)器的質(zhì)量要求和製造精度比較高,屬於連接器領域中附加價值較高的中高端產品。我們(men)在(zài)整車上往往可以看見各種各樣的高(gāo)壓連(lián)接器,高壓連接器結構一般包括:接(jiē)觸對、密封圈、對接(jiē)鎖止機構,支架,外殼,定位機構,高壓互(hù)鎖機構,屏蔽機構,絕緣結構等。一般的端接方式有焊接、壓接、過孔連接、螺釘連接等。安裝方式也多種多樣包括麵板式、電纜(lǎn)式、螺母式、穿牆式(shì)等這其中根據線束連接方(fāng)式不同,我們主要將其分為(wéi)兩個(gè)類別的連(lián)接:
一種(zhǒng)是以螺栓直接連接(jiē)的固定(dìng)式;一種是插合式連接。
螺栓連接(jiē)是我們在整車上經常(cháng)看見的一種連接方,這(zhè)種方式的好處在於它的連接可(kě)靠性,螺栓的機械力是可以抵禦汽車級的振動的影響的,其成(chéng)本也相對低廉,當然它的(de)不便之處螺栓連接是需要(yào)一定的的操作安裝空間的(de),對於區域越發平台化,越來越(yuè)合理的車內空間,是無法留出過(guò)多(duō)的安裝空間的,而(ér)且從批量化作業和售後維護的(de)角度來說也不適合,而且螺栓(shuān)越多越存在人為失誤的風險,所以(yǐ)它也有它(tā)的一定的局限性;在早期的日美(měi)混動車型上我們(men)經常看見類似產品,當然現在(zài)在一些(xiē)乘用車的三相電機線以及一些商用車的電池動力輸入輸出線我們依然可以看見很多類似的連接,這類連接一般(bān)都需要借助外(wài)在的盒子實現防護等其他功能要求,所以是(shì)否使(shǐ)用這種(zhǒng)方式需要從整(zhěng)車的(de)動力線設計布置的(de)角度出(chū)發結(jié)合售後等(děng)要求。
高壓連(lián)接器選型介紹及未來市場預期(qī)
高壓連接器選型,一(yī)般是根據實際需要的使用(yòng)情況,對高壓連接器準確的選型是設計(jì)者要考慮的一項關鍵問題,以下針對新能源汽車的使用場(chǎng)景進行選型
根據(jù)整車高壓係統(tǒng)的規劃進行選型
整(zhěng)車高壓係統包括動力電池、電(diàn)機/電機(jī)控製器、PDU、直流或(huò)交流充電係統(tǒng)、電加熱、電空調(diào)、DCDC以及其他電動配件係統等。首先(xiān),確定整車高壓的(de)電氣原理(lǐ),初步明確整車的電壓平台,以及各設(shè)備的用/配電量,確定載流(liú)量的大小。其次(cì)根據實際的(de)用電設備的布局,確定所用的連接器采用單芯(xīn)或者多芯。
根據安(ān)裝條件進行選型
通常整車上高壓係統的安裝空間比較緊湊,高壓設(shè)備(bèi)結構要(yào)求精(jīng)巧與美觀,同時需要根據整(zhěng)車上高(gāo)壓線束的具體走(zǒu)向明(míng)確高(gāo)壓連接器的形式。
根據適用環境及性(xìng)能(néng)要求進行選型(xíng)
需要確認(rèn)高(gāo)壓連接器(qì)的電性能(néng)、機械性能及環境性能(néng)是(shì)否能滿足實車工況要(yào)求以及係統安全要求等(děng),確定選型產品滿足相關技術指標
壓(yā)接端子
新能源線(xiàn)束壓接端(duān)子介紹
接線端子是基礎,沒有可(kě)靠的接線端子(zǐ),就沒有可靠的(de)係統工(gōng)程。預防和分析是每個企業所必須的過程,通過接線(xiàn)端子可靠(kào)性篩選發現各種失效模式和失效機理,可分析出(chū)大量經(jīng)驗教訓和排除各(gè)種隱(yǐn)患,為改進設計、工藝、檢驗和使用提供(gòng)科學依(yī)據,是修訂和製訂接線端子技術條件(jiàn)的重要依據(jù),為(wéi)預防不必要的損失提(tí)供了技術保障。
接線端子的常(cháng)見故障和問題
接線端子從使用角度講,應該(gāi)達(dá)到(dào)的(de)功能是:接觸部位該導通的地方必須導通,接觸可靠。絕緣部位(wèi)不該導通的地方必(bì)須絕(jué)緣可靠。接(jiē)線端子常見的致命故障形式(shì)有以下三種:
1.接(jiē)觸不良的問題
接線(xiàn)端子內部的(de)金屬導體是端子的(de)核心零件,它將來自外部電線或電纜的電壓,電流或信號傳遞到與其(qí)相配的連接器對(duì)應的接觸件上。故接觸件必須具備優良的(de)結構,穩定可靠的接觸保持力和(hé)良好的導電性能。由於接觸(chù)件結(jié)構設計不合理,材料選用錯誤,模具不穩定,加工尺寸超差(chà),表麵粗糙,熱處(chù)理電(diàn)鍍等表麵處理工藝不(bú)合理,組裝不當,貯存使用環(huán)境惡劣和操作使用不(bú)當,都會在接觸件的接觸(chù)部位(wèi)和配合部位造成接觸不良。
2.絕(jué)緣不良的問題
絕緣體的作用(yòng)是使接(jiē)觸件保持正確(què)的位置排列,並使接(jiē)觸件與接觸件之間,接觸(chù)件與殼體之間相互絕緣。故絕緣件必須具備優良的電氣(qì)性能,機械性能和工藝成型性能。特別(bié)是(shì)隨著高密度,小型化接線端子的廣(guǎng)泛使用,絕緣體的有效壁厚越來越薄。這對絕緣材料,注塑模具精度(dù)和(hé)成型工藝(yì)等提出了更苛嚴的要求。由(yóu)於絕緣體表麵或內部存在金屬多餘(yú)物,表麵塵埃,焊劑(jì)等汙染受潮,有機材料析出物及有害氣體吸附膜與表麵水膜融合形成離子性導(dǎo)電通道,吸潮,長黴,絕緣材料老化等原因(yīn),都會(huì)造成(chéng)短路,漏電(diàn),擊穿,絕緣電阻低等絕緣不良現象。
3.固定不良的問題
絕緣體不僅起絕緣作用,通常也為伸出的接觸件提供精確的對中和保護(hù),同時還具有安裝(zhuāng)定位,鎖緊固定在設備上的功能。固定不良,輕者影響接觸可靠造成瞬間斷(duàn)電,嚴重(chóng)的就是產品解體(tǐ)。解體(tǐ)是指接(jiē)線端子在插合(hé)狀態下,由於材料,設計,工藝等(děng)原因導致結構不可靠造成的插頭與(yǔ)插(chā)座之間,插針與插孔之間的不正常分離,將造成控製係統電能傳輸和信號控製中斷的嚴重後果。由於設(shè)計不可靠,選材(cái)錯誤,成型工藝(yì)選擇(zé)不當,熱處理,模具,裝配,熔接等工藝質量差,裝配不到位等都會造成固定不良。
此外,由於(yú)鍍層(céng)起皮,腐蝕,碰傷,塑殼飛邊,破裂(liè),接觸件加工粗糙,變形等原因造成的外(wài)觀不良,由於定(dìng)位鎖緊配合尺寸超差,加工質量一致性差(chà),總分離力過大等原因造成的互換不良,也是常見病,多(duō)發病。這幾種故障一般都能(néng)在檢驗及使用過程中及(jí)時發現剔除。
如何檢測接線端子短路故障
導線及(jí)接線端(duān)子的故障也可能(néng)是(shì)由(yóu)於線束與車身(地線)之(zhī)間或(huò)在有關開關內(nèi)部短路(lù)所(suǒ)造成的。檢查前應首先看在車(chē)身的端子固定是否牢靠,然後便可按下列步驟進行測試。
1、檢查電線通斷
首(shǒu)先拆下控製電腦ECU和傳感器兩側的接線端子(zǐ),再(zài)測量端子相應端子間的電阻。如電阻(zǔ)值不大於1歐姆,則(zé)說明電線正常,以便進行下一(yī)步檢查。在測量導(dǎo)線電阻時,最(zuì)好在垂直和水(shuǐ)平兩個方向輕輕(qīng)搖動導線以提(tí)高測量的準確性,同(tóng)時注意,對大多數導線端子、萬用表表(biǎo)棒應從連接器(qì)的後端(duān)插入,但是對於裝有防水(shuǐ)套的防水型接線端子表棒就不能(néng)從後端插入,因為在插入時稍不小心便會使端子變形。
2、短路(lù)的電阻值檢查
首先拆(chāi)下控製電腦(nǎo)ECU和傳(chuán)感器兩側的導線接線端子,再測量兩側連接(jiē)器各端子排與車身間的電阻值。測量時,表棒一端搭鐵(tiě)接車身,另(lìng)一端要分別在兩側(cè)導線連(lián)接器上進行測量,如果(guǒ)電阻值大於1歐姆則說明該電線與車身無短路故障。
3、端子外(wài)觀及接觸壓力檢查
首先(xiān)應逐一拆下各端子,檢查連(lián)接(jiē)器端子上有無鏽觸和(hé)髒汙,對(duì)鏽蝕和髒汙應清(qīng)理。然後檢(jiǎn)查端子片是否鬆動(dòng)或損(sǔn)壞,端子固定是否(fǒu)牢靠,在輕輕拉動時端子應(yīng)無鬆動現象。反之,如果在哪一個座(zuò)孔中的插頭端子拔出時比其它(tā)座(zuò)孔容易(yì),則該座孔可能在使用中會引(yǐn)起接觸不良的故障。
電線
新能源線束的電(diàn)線介紹
汽車線束⽤線纜(lǎn)類型受線束所處的環境和功能的(de)影響。例如:發動機(jī)、動⼒電池等(děng)周圍環境溫度⾼,腐蝕性⽓體和液體(tǐ)也很(hěn)多。因此,⼀定要使⽤耐⾼溫(wēn)、耐油、耐振動、耐摩擦(cā)導線;⾏李廂(xiāng)蓋上的導線要在低(dī)溫下保持(chí)其彈性,所以要選⽤冷彈性導線保證其正常⼯作;⾃動變速器上的導線⼀定要耐⾼溫(wēn)、耐液壓油,其溫(wēn)度穩定性要好;弱信號傳感器要⽤屏蔽導線,例如爆震傳感器和曲軸位(wèi)置傳感器、ABS輪速傳感器等;門內線(xiàn)耐彎曲性(xìng)要求⾼等(děng)。汽車線束(shù)常⽤的導線通常使⽤多股絞介銅導線,絕緣⽪為PVC絕緣材(cái)料。線束⽤導線要有耐
溫、耐油、耐磨、防⽔、防腐蝕、抗(kàng)氧化、阻燃等特性。⽬前⾃主汽車(chē)品牌使⽤導線種類主要包(bāo)括⽇標導線和德標導線。⽇標導線使⽤的種類主要(yào)包
括:AV、AVSS、AVSSX、AVX、AEX;德標導線使(shǐ)⽤的種類主要包括:FLRY-B、FLR9Y-B。傳統汽(qì)車是(shì)以汽油發動機(jī)為動⼒,傳統汽(qì)車導線(xiàn)作⽤是傳輸控(kòng)製信號,承(chéng)受的電流和電壓都很⼩,故電線直徑較⼩,結構上也僅是導體外(wài)加絕緣,很簡單。但根據電動汽車⾼壓電纜的使⽤要求,⾼壓電線主要起傳輸能(néng)量的作⽤,需把電池的能量傳輸到各個⼦係統,因此所設計的電動汽車⾼壓線(xiàn)束必須滿⾜⾼壓⼤電流傳輸。電動汽車⾼壓電纜承受的電壓較⾼(額(é)定電壓最⾼600 V),電流較⼤(額(é)定電流最⾼600 A),電磁輻(fú)射(shè)較強(qiáng),故電纜的直徑明顯增⼤,同時(shí)為了避免電磁輻射對周圍電⼦設備產⽣強烈電磁⼲擾,影響其(qí)他電⼦設備(bèi)正常運(yùn)⾏,電纜還設計(jì)了抗電磁⼲擾屏(píng)蔽結構,即采⽤同軸結(jié)構,利⽤內導體和外導體(屏蔽)共同作⽤,電纜內的磁場成同⼼圓分布,⽽電場(chǎng)從內導體指向並⽌於外導體,使電纜周圍外(wài)部的電磁場為零(líng),亦即
屏(píng)蔽了電磁輻射,從⽽確保電(diàn)動車正常(cháng)運⾏。早期汽車線纜⽤絕緣材(cái)料主要(yào)是PVC(聚氯⼄烯),但PVC中含(hán)有鉛,對⼈體有(yǒu)害,近些年來逐漸被LSZH(低煙⽆鹵材料)TPE(熱(rè)塑性彈性體)、XLPE(交聯聚⼄烯)、矽橡膠等材料替代。由(yóu)於(yú)電動汽車⾼壓電(diàn)纜在滿⾜⾼壓⼤電流(liú)、抗電磁⼲擾的同時還要滿⾜耐(nài)磨和阻燃等要求,對比這些材料,矽(guī)橡(xiàng)膠的擊穿電壓(yā)⾼,具有耐電弧性、耐漏電痕跡性、耐臭氧性,其同(tóng)時具有(yǒu)良好的耐⾼低溫,絕緣性能良好,在⾼溫⾼濕條件下性能穩定、阻燃等,矽(guī)橡綜合具有物理機械性能良好、使⽤壽命長、價格低廉等優(yōu)點⽽成(chéng)為了目前電動乘⽤車(chē)⾼壓電纜絕緣(yuán)材(cái)料的⾸選;
目前總體而言(yán),⾼壓線纜主要選⽤交聯聚⼄烯絕緣電(diàn)纜XLPE或矽橡膠電纜。國內⼚商生產的主要材料是XLPE為主,由於XLPE⼯藝較成熟,⽣產⼚商可以添加交聯母粒⼦直(zhí)接⽣產(chǎn),成本及⼯期(qī)都較低,⽽矽橡膠線纜(lǎn)⾼度(dù)的(de)耐⾼溫性(-50℃-180℃)與柔軟性,⾮常有助於車內布線,矽膠線纜由於會涉及矽橡膠(jiāo)材料的合成⽐例(lì)及(jí)⼯藝的優化,⽬前國內矽(guī)膠線做的好的並不(bú)多見,以下是目前高壓線纜的(de)分類大綱。
1、按電(diàn)壓等級:600V,1000V,1500V,3000V;
2、按溫度等(děng)級:125℃、150℃、180℃、200℃;
3、按絕緣屬性:熱塑性絕緣和熱固性絕緣(yuán);
4、按屏蔽型式:屏蔽型和非屏蔽電纜;
5、按(àn)絕緣芯數:多芯和單(dān)芯電纜(lǎn);
6、電纜平方數:1.25、2、2.5、3、4、5、10、16、25、35、50、70、95、120等。
覆蓋(gài)物
覆蓋物的介紹(shào)
波紋管,一般的材料為PA/PP,耐溫在-40°C-125°C,主要是有效(xiào)的保護線纜(lǎn)的(de)作用。
熱縮管,一般的(de)材料為聚丙烯,耐(nài)溫在-40°C-125°C,具有柔軟有彈(dàn)性,應用於各種線束,焊點,電感的絕緣保護。