純電動客車具有清潔、高效、節(jié)能等特點(diǎn),今年來受到廣泛關(guān)注。與傳統(tǒng)汽車相比,動力電機(jī)取代內(nèi)燃機(jī),機(jī)械結(jié)構(gòu)得以簡化,但電器系統(tǒng)的運(yùn)用大幅提升,尤其增加了高壓部分,所以安全、可靠地進(jìn)行電能傳輸成為純電動客車設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。高壓電氣系統(tǒng)是電動汽車的核心部件之一。高壓線束作為高壓電氣系統(tǒng)的關(guān)鍵零組件為電動汽車運(yùn)行的安全提供保證。
不管是混合動力汽車,純電動汽車還是燃料電動汽車,都離不開高壓電氣系統(tǒng)。高壓電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)到的零部件包括高壓線束(高壓線纜和高壓接口)和動力配電系統(tǒng)。純電動汽車和插電式混合動力汽車采取超過300V的高電壓和幾百安倍大電流。高壓線束是高壓電氣系統(tǒng)的關(guān)鍵零組件,為電動汽車運(yùn)行的可靠運(yùn)行和安全提供了保證。
純電動客車的運(yùn)行特點(diǎn)決定了線束的特殊性,相比低壓線束,高壓線束具有以下特點(diǎn):
1. 高電壓:車輛動力電池最高電壓達(dá)到420V,要求線束絕緣材料具有更高的節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度和規(guī)格尺寸;
2. 大電流:動力電池容量為100Ah,輸出電流可達(dá)300A,線束能夠穩(wěn)定運(yùn)行,就需要更大的連接器接觸面積和導(dǎo)線截面積;
3. 密封性:水和灰塵的侵蝕將導(dǎo)致線束絕緣性能下降,造成高壓擊穿‘漏電等安全隱患,要求線束有更高的防護(hù)等級;
4. 高耐熱:車輛大電流運(yùn)行時焦耳效應(yīng)會產(chǎn)生熱量,導(dǎo)致線束自身和周圍溫度上升,使線束產(chǎn)生更大的溫升,要求線束具有更好的耐熱性能,客車國際規(guī)定非熱源附件線束的耐溫為105°C,高壓線束耐熱性一般要達(dá)到125°C,甚至更高;
5. 抗電磁干擾:電動車輛運(yùn)行時,反復(fù)變化的電器負(fù)荷與系統(tǒng)中大量采用的變頻技術(shù),造成線束電壓、電流和頻率的劇烈波動,產(chǎn)生較大的電磁干擾,并對車輛本身及周圍環(huán)境的電氣電子設(shè)備造成影響,所以線束需要對電磁干擾進(jìn)行屏蔽,以滿足電磁兼容性要求;
6. 耐久性能:線束應(yīng)具有耐溫、耐候、耐介質(zhì)腐蝕、耐振以及導(dǎo)線破損防護(hù)等性能,并具備較大的安全余量和連接壽命,保證車輛長期可靠運(yùn)行;
7. 成本高:車輛運(yùn)行條件和使用環(huán)境的特殊性,導(dǎo)致高壓線束成本昂貴。設(shè)計(jì)中,應(yīng)避免結(jié)構(gòu)與規(guī)格的過度選配,造成成本上升。
高壓線束安裝注意事項(xiàng)
1. 高壓線纜過銳邊或過孔時應(yīng)設(shè)計(jì)保護(hù)結(jié)構(gòu),布置時應(yīng)避開熱源或與之保持足夠的距離;
2. 高壓線纜具有較大的外徑,為避免應(yīng)力集中,線束最小彎曲半徑通常要大于線徑的3-5倍,同時線纜也具有較大質(zhì)量。為了合理分布載荷,需要對線束進(jìn)行支承和固定,通常直線布置的線纜固定點(diǎn)間距小于等于300mm,固定點(diǎn)與接插件間距小于等于120mm,以承受線束的重量和振動載荷。固定裝置常采用特殊網(wǎng)狀扎帶和絕緣材質(zhì)支架等;
3. 對于部件內(nèi)部裝配的連接件接頭,需要選取正確規(guī)格的緊固件,以保證接頭與電器極板的接觸面積和緊固力矩;
4. 電機(jī)線束應(yīng)考慮部件運(yùn)動與振動的影響,設(shè)計(jì)合理的線束尺寸,既要有足夠的長度分布應(yīng)力,也要避免過長導(dǎo)致線纜積聚;對于位移幅度較大的線纜,增設(shè)緩沖和導(dǎo)向功能的固定結(jié)構(gòu),線纜運(yùn)動時與其他零部件保持合理距離;對于運(yùn)動中產(chǎn)生噪聲的部位,應(yīng)增設(shè)海綿、絨布、膠帶等部件,避免噪聲;
5. 接插件應(yīng)盡可能放置在駕駛室或電器艙室內(nèi)部,以避免雨水和灰塵的侵蝕,布置在底盤的線束應(yīng)設(shè)計(jì)遮擋結(jié)構(gòu),插接件盡量避免垂直布置,以避免水和灰塵的累積問題;
6. 線束布置要考慮電磁干擾因素。如布線時,避免九十度的折線,可減少線路高頻噪聲發(fā)射;對于高低壓線束,尤其是信號線束,必須分開排布,避免線纜交叉布置造成的相互干擾;
7. 外露的高壓線束還應(yīng)考慮布置的美觀性,線束走向應(yīng)與依附件方向一致,盡量避免斜方向布置;機(jī)艙線纜盡量放置在車身結(jié)構(gòu)件或部件的下方及內(nèi)側(cè);對于線纜較多的部位,應(yīng)開發(fā)專用線束護(hù)板進(jìn)行遮蔽;
8. 高壓線束布置應(yīng)具有合適的空間進(jìn)行安裝與維修,在同一部位的接插件應(yīng)選用不用的規(guī)格和定位結(jié)構(gòu),防止錯裝;接插件連接應(yīng)盡量保證能夠單手操作,接插件末端線束應(yīng)預(yù)留合理長度,以便于接插件拆裝。
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