汽車線束整體(tǐ)可分為低壓線(xiàn)束和高壓線束兩種,傳(chuán)統燃(rán)油汽車主要采用低壓線束,新能源汽車主要使用高壓線束,高壓線束可以根據不同的電壓等級配置於(yú)電動汽車內部及外部線束連接。主要應用配電盒內部線束信號分配,高效優質地傳輸電能,屏蔽外界信號幹擾等(děng),高壓線束是新能源汽車高壓係統的神經網絡,非常重要,今天我(wǒ)們一起聊聊(liáo),什麽是新(xīn)能源(yuán)汽車高壓線束?
新能源汽(qì)車高壓線束主要由連接器(qì)、端子、電線、覆蓋(gài)物(wù)等零件組成(chéng)。新能源汽車高壓線束可以根據(jù)不同的(de)電壓等級配置於電動汽車內部及外部線束(shù)連接。主要應用配電盒內部線束信號分配(pèi),高效優質地傳輸電能,屏蔽外界(jiè)信號幹(gàn)擾。由於車內高壓線束具有大電壓/大電(diàn)流、大線徑導線數(shù)量多(duō)等特點,線束的設計麵臨布線、安全、屏蔽、重量和成本等挑戰。
序號
材料名詞
英文簡稱
1
高壓連接器
Connector
2 端子
Terminal
3 電線
Cable
4 定(dìng)位紮帶
Clip
5 覆蓋物(wù)(膠帶熱縮管波紋管)
(Tape,HeatTube,CorrugateTube)
6
密封件(密封塞,堵頭)
(Seal,Plug)
7 電測標簽
Label
高壓連接器
高(gāo)壓連接器(qì)的協會標準
高(gāo)壓連接器目前都(dōu)是基於行業標準;從標準(zhǔn)來說有安規、性能等要求標準,也有測試標準,目前連接器廠家最為主流的設計基本上會參照歐洲四大主機廠:奧迪、寶馬、戴姆勒、保時捷聯合製定的行業標準LV係(xì)列標準;而在北美主要是來自(zì)己SAEuscar的相關標準,uscar本身(shēn)不起草標準,我們經常使用的uscar2、 37等相關標準主要是(shì)來自(zì)克萊斯勒、福(fú)特、通用美國(guó)三大主機廠聯合的線束連接組織EWCAP,這個組(zǔ)織94年就已(yǐ)經成立,08年為了適應越來越多的HEV的要求,該(gāi)組織更(gèng)新了SAE-USCAR 2 ,將電壓等級(jí)從原有的20V提升到(dào)了我們現在看到的600V。
高壓連接器的種類介紹
新能源汽車用高壓連接(jiē)器是(shì)機電一體化產品,主要由接觸件、絕緣體、殼體及附件四部分構成,其(qí)中:接觸件是連接(jiē)器(qì)完成光、電信號連接的核心部件,通過接(jiē)觸件的插合完成車輛在行車(chē)中所需的光、電信號的連接;絕緣體和外殼主要起(qǐ)固定、絕緣和機(jī)械保護作用(yòng)。製造過程集電氣性能設計、數控機械加工、衝(chōng)壓工(gōng)藝技(jì)術(shù)、塑壓工藝技術、精密壓鑄工藝技術、嚴(yán)格的試驗手段等多元技術(shù)組合於一體。由於高壓連接器(qì)產品的質(zhì)量和精度直接影響到連接器的電(diàn)氣、機械、環境等(děng)性能,進而影響電動車(chē)輛的行(háng)車安全,因此高壓連接器的質量(liàng)要求和製造精度比較高,屬於連接器領域中附加價值較(jiào)高的中高端產品。我們在整車上往往可以看見各種各樣的高壓連接器,高壓連接器結構一般包括:接觸(chù)對、密封圈、對接鎖止機構(gòu),支架,外殼,定位機構,高壓互鎖機構,屏蔽機構,絕緣結構(gòu)等(děng)。一般的端接方式有焊接、壓接、過(guò)孔連(lián)接、螺釘連接等。安裝方式也多種多樣包括麵板式、電纜式、螺母式、穿牆式等這其中根據線束連接方式不同,我們主要將其分為兩(liǎng)個類別(bié)的連接:
一種是以螺栓直接連接(jiē)的固定式(shì);一種是插合式連接(jiē)。
螺栓連接是我們在整車上經常看見的一種連接方,這種方式的好處在於它的連接可靠性,螺(luó)栓的機(jī)械力是可以抵禦汽車級的振動的影響的,其成本也相對低廉,當然它的(de)不便之處螺栓連接是(shì)需要一(yī)定的的操作安裝空間的,對於區域越發平台化,越來越合理的車內空間,是無法留(liú)出(chū)過多的安裝(zhuāng)空間的,而且從批量化作業和售後維護的角(jiǎo)度(dù)來說也(yě)不適合,而(ér)且螺栓(shuān)越多越存在人為(wéi)失誤的風(fēng)險,所以它也有它的一定的局限性;在(zài)早期的日美混動車型上我們經常看見(jiàn)類似產(chǎn)品,當然現在在一些乘用車的三相(xiàng)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(dōu)需要借助外在(zài)的盒子實現防護等(děng)其他功能要求,所以是否使用這種方式需要從整車的動力線設計布置的角度出發結合售後等要求。
高壓連(lián)接器選型介紹及未來市場預期
高壓連接器選型,一般是根據實際需要的使(shǐ)用情況,對高壓連接器準確(què)的選型是設計者要考慮的一(yī)項關(guān)鍵問題,以(yǐ)下(xià)針(zhēn)對新能源汽車的使用(yòng)場景進行(háng)選(xuǎn)型
根據整車高壓係統的規劃進行選型
整車高壓(yā)係統(tǒng)包括動(dòng)力電池、電機/電機控製器、PDU、直流或交流充電係統、電加熱、電空調、DCDC以及其他(tā)電動配件係統等。首先,確定整車高壓(yā)的電氣原理,初步明確整車的電壓平台,以及各設備的用/配電量,確定載流量的(de)大小。其次根據實際的用電設備的布局,確(què)定所用的連(lián)接器采用單芯或者多芯。
根據安裝條(tiáo)件進行選型
通常整車上高壓係統的安裝空間(jiān)比較緊湊,高壓設備結構要求精巧與美觀,同時需要根據整車上(shàng)高壓線束的(de)具體(tǐ)走向明確高壓連接器(qì)的(de)形式。
根據適用環境及性能要求進行選型
需(xū)要(yào)確認高壓連接器(qì)的電性能、機械性能及環境性(xìng)能是否能滿足實車工(gōng)況要求以及係統安全要求等,確定選型(xíng)產品滿足相關技術(shù)指標
壓接端子
新能源線束壓接端子介紹
接線端(duān)子(zǐ)是(shì)基礎,沒有(yǒu)可靠的接(jiē)線端子,就沒有可靠的係統工程。預防和分析是(shì)每個企業所必須的過程,通過接線端子可靠性篩選發現各種失效模式和失效機理,可分析出大(dà)量(liàng)經驗教訓和排除(chú)各種隱患,為改進設計、工(gōng)藝、檢(jiǎn)驗和使用提供科學依(yī)據,是修訂和製訂接線端子技術條件的重要依據,為預防不必要(yào)的損失提(tí)供了技術保障。
接線端子(zǐ)的常見故障和問題
接線端子從使用角(jiǎo)度講,應該達到的功能(néng)是:接觸(chù)部位該導通的地方必須導通,接觸可靠。絕緣部位(wèi)不該導通的地方必須絕緣可靠。接線端子(zǐ)常(cháng)見的致(zhì)命故障形式有以下三種:
1.接觸不(bú)良的問題
接線端子內部的金屬導體是端子的核(hé)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(yǔ)其相配(pèi)的連接(jiē)器對應的(de)接觸件上。故接觸件必須具備優良的結構,穩定可靠(kào)的接觸保持力和良好的導電性(xìng)能(néng)。由(yóu)於接觸件結構設計不合理(lǐ),材料選用錯誤,模具不(bú)穩定,加工尺寸超差,表麵粗糙,熱處理電鍍等表麵處理工藝不合理,組裝不當(dāng),貯存使用環境惡劣和操作使用(yòng)不當,都會在(zài)接觸件的接觸部位和配合部位造成接觸不良。
2.絕緣不良的問題
絕緣(yuán)體的作用是使接觸件保持正確的(de)位置排列,並使接觸件與接觸件之間,接觸件與殼體之間相互絕緣。故絕緣件必須具備優良的電氣性能,機械性能和工藝成型性能。特別是隨著高密度,小型化接線端子的廣(guǎng)泛使用,絕緣體(tǐ)的有效壁厚越來越薄。這對絕緣材料,注塑模具精度和(hé)成型(xíng)工藝等提(tí)出了更苛嚴的要求。由於(yú)絕緣體表麵或內部存在金屬多餘物,表麵塵埃,焊劑等汙染受潮,有機材料析出物及有害氣體吸附膜(mó)與表麵水(shuǐ)膜融合形成離子性導電通道,吸潮,長(zhǎng)黴,絕緣材料老化等原因,都會造成(chéng)短路,漏電,擊穿(chuān),絕緣電阻低等絕緣不良現象。
3.固定不良的問題
絕緣體不(bú)僅起絕緣(yuán)作用,通(tōng)常(cháng)也為伸出的接觸件提供精確的對中和保護,同時還具(jù)有安裝定位,鎖緊固定在設備上的(de)功能。固定不良(liáng),輕者影響接觸可靠(kào)造(zào)成瞬間斷電,嚴重的就是產品解體。解體是指接線端子在插(chā)合狀態下,由於材料(liào),設計,工藝等原(yuán)因導致結構不可靠造成的插頭與插座之間,插針與插孔之間的不正常分離(lí),將造成控(kòng)製係統電能傳輸和信號控製中斷的嚴重後果。由於(yú)設計不可靠,選材錯誤,成型(xíng)工藝選擇不當(dāng),熱處理,模具,裝配,熔接等(děng)工藝質量差,裝配不(bú)到位等都會造成固定不良。
此外,由(yóu)於鍍層(céng)起皮,腐(fǔ)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觀不(bú)良,由於定位鎖(suǒ)緊配合尺寸超差,加工質(zhì)量一致性(xìng)差,總分離力過大等原因造成的互換不良,也是常見病,多發病。這幾種故(gù)障一般都能在檢驗及使用過程中及時發現剔除。
如何檢測接線端子短路故障
導線及接線端子的故障也可(kě)能是由於線束與車身(地線)之間或在有關(guān)開關內部(bù)短路所造(zào)成的。檢查前應首先看在車身(shēn)的端子固定是(shì)否牢靠,然後便可按下列步驟進行測試。
1、檢查電線通斷
首先(xiān)拆下控製電腦ECU和傳感器兩側的接線端子,再測量端子相應端子間的(de)電阻。如電阻值(zhí)不大於1歐姆(mǔ),則說明電線正常,以便進行下一步(bù)檢查。在測量導線電阻時,最好在垂直和水平兩個方向輕輕搖動導線以提高測(cè)量的準確性,同時(shí)注意,對大多數導線端子、萬(wàn)用表表棒應從連接(jiē)器的後端插入,但是對於裝有防水套的防水型接(jiē)線(xiàn)端子表棒就不能(néng)從後端插入,因為在插入時稍不(bú)小心便會使端子變形。
2、短路的電阻值檢查
首先拆下控製(zhì)電腦ECU和傳(chuán)感器兩側的導線接線端子,再測量兩側連接器各端子排與車身間的電阻值(zhí)。測量時,表棒一端搭鐵接車身,另一端要分別在兩側導線連接器上進行測量,如果電阻值大於(yú)1歐姆則說明該電線與車身無短路故(gù)障。
3、端(duān)子外觀及接觸壓力檢查
首(shǒu)先(xiān)應逐一(yī)拆下各端子,檢(jiǎn)查連(lián)接器端子上(shàng)有無鏽觸和髒汙,對鏽(xiù)蝕和髒汙應清理。然後檢查端子片是否鬆動或損壞,端子固定是否牢靠(kào),在輕輕(qīng)拉動時端(duān)子應(yīng)無(wú)鬆動現象。反之,如果在哪一個座孔中(zhōng)的插頭端子拔出時比其它座孔容易,則該座孔可能在使(shǐ)用中會引起接觸不良的故障。
電線
新(xīn)能源線束的電線介紹
汽車線束⽤線纜類型受線束所處的環境和功能的影響(xiǎng)。例如(rú):發動機、動⼒電池等周圍環境溫度⾼,腐蝕性⽓體和液體也很多。因此,⼀定要使⽤耐⾼溫、耐油、耐振動、耐(nài)摩擦導線;⾏李廂蓋上(shàng)的導線要在低溫(wēn)下保持其彈性,所以要選(xuǎn)⽤冷彈性導(dǎo)線(xiàn)保證其正常⼯作;⾃動變速器上的導線⼀定要耐⾼溫、耐液壓油,其溫(wēn)度穩定性要好;弱信號傳(chuán)感器要(yào)⽤屏蔽導線,例如爆震傳感器和曲軸位置傳感(gǎn)器、ABS輪速(sù)傳感器等;門內線耐彎(wān)曲性要(yào)求⾼等。汽車線束常⽤的導線通常使(shǐ)⽤多股絞介銅導線,絕緣⽪為PVC絕緣材料。線束⽤導線要有(yǒu)耐
溫、耐油、耐磨、防(fáng)⽔、防腐蝕、抗(kàng)氧化、阻燃等(děng)特性。⽬前⾃主汽車品牌使⽤導線種類主要包括⽇標導線和德標導線。⽇標導線使(shǐ)⽤的種類主要包
括:AV、AVSS、AVSSX、AVX、AEX;德標導(dǎo)線使⽤的種類主要包括(kuò):FLRY-B、FLR9Y-B。傳統汽車是以(yǐ)汽油發動機為(wéi)動⼒,傳(chuán)統汽車導線作⽤是傳輸控製信號,承受的電流和電壓都很⼩,故電線直徑較⼩,結構上也僅(jǐn)是導體外加絕緣(yuán),很簡單。但根據(jù)電動汽(qì)車(chē)⾼壓電纜的使⽤要求,⾼壓電線主要起(qǐ)傳輸能量的作⽤,需把(bǎ)電池的(de)能量傳輸到各個(gè)⼦係(xì)統,因(yīn)此所設計的電動汽車⾼壓線束必(bì)須滿⾜⾼壓⼤電(diàn)流傳輸。電動汽車(chē)⾼壓電纜承受的電壓較⾼(額定(dìng)電壓(yā)最⾼600 V),電流較⼤(額定電流最⾼600 A),電磁輻射較強,故電纜的直徑明顯增⼤,同時為了避免電磁輻射對周圍電⼦設備產⽣強(qiáng)烈(liè)電磁⼲擾,影(yǐng)響其他電⼦設備正常運⾏,電纜還設計了抗電磁⼲擾屏蔽結構,即(jí)采⽤同軸結構,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,⽽電場從內導體指向並(bìng)⽌於外導體,使電纜周圍外部(bù)的電磁場為零,亦即
屏蔽了電磁輻射,從⽽確保電動車正常運⾏。早期汽車線纜⽤絕緣材料主要(yào)是PVC(聚氯⼄烯),但PVC中(zhōng)含有(yǒu)鉛,對⼈體有害,近些年來逐漸被LSZH(低煙⽆鹵材料)TPE(熱(rè)塑(sù)性彈性體)、XLPE(交聯聚⼄烯)、矽(guī)橡膠等材料替代。由於電動汽車(chē)⾼壓電纜在(zài)滿⾜⾼壓(yā)⼤電(diàn)流、抗電磁⼲擾的同時還(hái)要滿⾜耐磨和阻燃等要(yào)求,對比這些材料,矽橡膠的擊穿電壓⾼,具有耐電弧性、耐漏電痕跡性(xìng)、耐臭(chòu)氧性,其同時具有良好的耐⾼低溫,絕緣性能良好,在⾼溫⾼濕條件(jiàn)下性能穩定、阻燃等,矽橡綜合具有物理機(jī)械性能良好、使⽤壽命長、價格低廉等優(yōu)點⽽成為了目前(qián)電動乘⽤車⾼壓電纜絕緣材料的⾸選;
目前(qián)總體而(ér)言,⾼壓線纜主要選⽤交聯聚⼄烯絕緣電纜XLPE或矽橡膠電纜。國內⼚商生產的主要材料是XLPE為主,由(yóu)於XLPE⼯藝較成熟,⽣產⼚商可以添(tiān)加(jiā)交聯母粒(lì)⼦直接⽣產,成(chéng)本(běn)及⼯期都較低,⽽矽橡膠線纜⾼度的耐⾼溫性(-50℃-180℃)與(yǔ)柔軟性,⾮常有(yǒu)助於車內布線,矽膠線纜由於會涉及矽(guī)橡膠材料的合成⽐例及⼯藝的優化,⽬前國內矽膠線做(zuò)的(de)好的並不多見,以下是(shì)目(mù)前高壓線(xiàn)纜的分類大綱。
1、按電(diàn)壓等級:600V,1000V,1500V,3000V;
2、按溫度等級:125℃、150℃、180℃、200℃;
3、按絕(jué)緣屬性:熱塑性絕緣(yuán)和熱固性絕緣;
4、按屏蔽型式:屏蔽(bì)型和(hé)非屏蔽電纜;
5、按絕緣芯數:多芯和單芯電纜;
6、電纜平方(fāng)數:1.25、2、2.5、3、4、5、10、16、25、35、50、70、95、120等。
覆蓋物(wù)
覆蓋物的介紹
波紋管,一(yī)般(bān)的材料為PA/PP,耐溫在-40°C-125°C,主要是有效的保護線纜的作用。
熱(rè)縮管,一般的材料為聚丙烯,耐溫在-40°C-125°C,具有柔軟有(yǒu)彈性(xìng),應(yīng)用於各種線束,焊點,電感的絕緣保護。