汽車線束整體可分為低壓線束和高(gāo)壓線束兩種,傳統燃油汽車(chē)主要采用(yòng)低壓(yā)線束,新能源汽車主(zhǔ)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電動汽車內部及外部線束連接。主要應(yīng)用配(pèi)電盒內部線束信號分配,高效(xiào)優質(zhì)地傳輸電能,屏蔽外界信號幹擾等,高壓線束是(shì)新(xīn)能源汽車高壓係統的神經網絡,非常重(chóng)要,今天我們一起聊(liáo)聊,什(shí)麽是(shì)新能(néng)源汽車高壓線束?
新(xīn)能源汽車高壓線束(shù)主要(yào)由連接器、端子、電線、覆(fù)蓋物等零件組成。新能源汽車高壓線束可以根據不同的電壓等級配置於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(fèn)配,高效優質地傳輸電能,屏蔽外(wài)界信號幹擾。由於(yú)車內高(gāo)壓線束具有大(dà)電壓/大(dà)電(diàn)流、大線徑導線(xiàn)數(shù)量多等特點,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 定位紮帶
Clip
5 覆(fù)蓋物(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(qì)
高(gāo)壓連接器的(de)協(xié)會標準
高壓連接器目前都是基於行業標(biāo)準;從標準來說有安規、性能等要求標準,也有測試(shì)標準,目前連接器廠家最為主流的設計基本(běn)上會參照歐洲四大主機廠:奧迪、寶馬、戴姆勒(lè)、保時捷聯合製定的行業(yè)標準LV係列標準(zhǔn);而在(zài)北美主要是來自己SAEuscar的相關標準,uscar本身不起草標準,我們(men)經常使用的uscar2、 37等相關標準主要是來自(zì)克萊斯勒、福特、通用美國三大主機(jī)廠聯合的線束連接組織EWCAP,這個組織94年就已經成立,08年為了適應(yīng)越來(lái)越多的HEV的(de)要求,該(gāi)組織更新了SAE-USCAR 2 ,將電(diàn)壓等級從原有(yǒu)的20V提升到了我們現在看(kàn)到的600V。
高壓連接器的種類介紹
新能源汽車用高壓連接器是機電一體化產(chǎn)品,主要由接觸件、絕緣體、殼體及附件四部分構成,其中:接觸件是連接器完成光、電(diàn)信號連接的核心部件,通過接(jiē)觸件的插合完成車輛(liàng)在行車(chē)中所需的光、電信號(hào)的連接;絕緣體和外殼主要起固定、絕(jué)緣(yuán)和機械保護作用。製(zhì)造過程集電氣性能設計、數控機械加工、衝壓工藝技術、塑壓工藝技術、精密壓鑄工藝技術、嚴格的試驗手段等多元技術組合(hé)於一體(tǐ)。由於高壓連接器產品的質(zhì)量和精度直接影響(xiǎng)到連接器的電氣、機械、環(huán)境等性(xìng)能,進而影響電(diàn)動車輛的(de)行車安全,因此高壓連接器的質(zhì)量要求和製造精度比較高,屬於連接器領域中附加價值(zhí)較高的中高端產品。我們在整(zhěng)車上往往可以看見各種各樣的高(gāo)壓連接器,高壓連接(jiē)器結構一般包括:接(jiē)觸對、密封圈、對接鎖止機構,支架,外殼,定位機構,高壓互鎖機構,屏蔽機構,絕緣結構等。一般的端接方式有(yǒu)焊接、壓接、過孔連接、螺釘連接等。安裝方式(shì)也多種多樣包括麵(miàn)板式、電纜式、螺母式、穿牆式等這(zhè)其中根據線束連接方式不同,我們(men)主(zhǔ)要將其分為兩(liǎng)個(gè)類別的(de)連接:
一種是以螺栓直(zhí)接連接的固定(dìng)式;一種是插合式連接。
螺栓連接是我們在(zài)整車上(shàng)經常看見的一種連接方,這種方式的(de)好處在於它的連接可靠性,螺栓的機械力是可以抵禦汽車級的振動的(de)影響的,其(qí)成(chéng)本也相對低廉,當然它的不便之處螺栓連(lián)接(jiē)是(shì)需要一定的的操作安裝空(kōng)間的,對於區域越發平(píng)台化(huà),越來越合理(lǐ)的車內空間,是(shì)無法留出過(guò)多的安裝空間的,而(ér)且從批量化作業和售後維護的角度(dù)來說(shuō)也不適合,而(ér)且螺栓越多越存(cún)在人為失誤(wù)的(de)風險,所以它也有它的一定的局限性;在早(zǎo)期的日美混動車型上我們經(jīng)常(cháng)看見類似產品,當然(rán)現在在一些(xiē)乘用車的三相電機線以及(jí)一些商用車的(de)電(diàn)池動力輸入輸出線我們依然可以看見很多(duō)類似的連接,這類連接一般都需要借助外在的盒子實現防護(hù)等其他功能要求(qiú),所以是否使用這種方式需要從整車的動(dòng)力(lì)線設計布置的角(jiǎo)度出發結合售後等要求。
高壓連接器選型介紹及未來市場預期
高壓連接器(qì)選型,一般是根據實際需要的使用情況,對高(gāo)壓連接器準確的選型是設計者要考慮的(de)一項(xiàng)關鍵問題,以下針對新能源汽(qì)車的使(shǐ)用場景進行選型
根據整車(chē)高(gāo)壓係統的規劃進行選型
整車高壓(yā)係統包括動力電池、電機/電機控製(zhì)器、PDU、直流或交(jiāo)流充電係(xì)統、電加熱、電空調、DCDC以及其他電(diàn)動配件係統等。首先,確定整車高壓的(de)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,確定載流量的大小。其次根據實際的(de)用電設備的布局,確定所用的連接器采用單(dān)芯或者(zhě)多芯。
根據安裝條件進行選型
通常整車上高壓係統的安裝空間比較緊湊(còu),高壓設備結構要求精巧與美(měi)觀,同時需要根據整車上高(gāo)壓線束的具體走向(xiàng)明確高壓連接(jiē)器的形(xíng)式。
根據適用環(huán)境及(jí)性能要求進行選型
需要確認高壓(yā)連接器的電性能、機械性(xìng)能及環境性能是否能滿(mǎn)足實(shí)車工況要求以及係統(tǒng)安全要(yào)求等,確定選型產品滿足相關技術指標
壓接端子
新能源線(xiàn)束壓接端子(zǐ)介(jiè)紹
接線端子是(shì)基礎,沒有可靠的接(jiē)線端子,就沒有可靠的係統工程。預防和(hé)分析是每個企業所必須(xū)的過程(chéng),通過接線端子可靠(kào)性篩選發現各種失效模式和失效機理,可分(fèn)析出大(dà)量經驗教訓和排除各種隱(yǐn)患(huàn),為(wéi)改進設計、工藝、檢驗和(hé)使用提(tí)供科學依據,是修訂和製訂接線(xiàn)端子(zǐ)技術條件(jiàn)的重要依據,為(wéi)預防不必要的損失提供了技術保障(zhàng)。
接線端子的常見故障和問題
接線端子從使用(yòng)角度講,應(yīng)該(gāi)達到的功(gōng)能是:接觸部(bù)位(wèi)該導通的地方必須導(dǎo)通,接觸可靠。絕緣部位不該導通的地方必須絕緣可靠。接線端子常見的致命故障形式有以下三種:
1.接觸不(bú)良的問題(tí)
接線端子內部的金屬導(dǎo)體是端子的核心零件,它將來自外部電線或電纜的電壓,電(diàn)流或信號傳(chuán)遞到與其相配的連接器對應的接觸件上(shàng)。故接觸件必須具備優良的結構,穩定可靠的接觸保持(chí)力和良(liáng)好的導電性能。由於接觸(chù)件結構(gòu)設計不(bú)合理,材料選用錯誤(wù),模具(jù)不穩定,加工尺寸超差,表麵粗糙,熱(rè)處理電鍍等表麵(miàn)處理工藝不合(hé)理,組裝不當,貯存使用環境惡劣和操作使用不當,都會在接觸件的接觸部位和配合部位造成接觸不(bú)良(liáng)。
2.絕緣不良的問題
絕緣體的作用是使接觸件保(bǎo)持正確(què)的位置排列,並使接觸(chù)件與接觸件之間(jiān),接觸件與殼體之間相互絕(jué)緣。故絕(jué)緣件必須具備優良的電氣性能,機械性能和工藝成型性能(néng)。特別是隨著高密度,小型化接線端子的廣泛使用(yòng),絕緣體的有效壁厚越來越薄。這對(duì)絕緣材料,注塑模具精度和成型工藝等提出了更苛嚴的(de)要求。由於絕緣體表(biǎo)麵或內部存在金屬多餘物,表麵(miàn)塵埃,焊劑等汙染受潮,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(lí)子性導電通道,吸潮,長黴,絕緣(yuán)材料老(lǎo)化等原因,都會造成短路,漏電,擊穿,絕緣電(diàn)阻低等絕緣不良現象。
3.固定不良的問題(tí)
絕緣體不僅(jǐn)起絕緣作用,通常也為(wéi)伸出的接觸件提供精確的對中和保護,同時還具有安裝定位,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電,嚴重的就是產品解體。解體是(shì)指接線端子在插合狀態(tài)下,由於材料,設計,工藝(yì)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(bú)正(zhèng)常分離,將造成(chéng)控製係統電能傳輸和(hé)信號控製中(zhōng)斷的嚴重後果(guǒ)。由於(yú)設(shè)計不可靠,選(xuǎn)材錯誤,成型工藝選擇不當,熱處理(lǐ),模具,裝配,熔接等工藝質量差,裝配(pèi)不到位等都會造成固定不良。
此外,由於鍍層起皮,腐蝕,碰傷,塑殼飛邊,破裂,接觸件加工粗糙(cāo),變形等原因造成的外(wài)觀不良,由於(yú)定位鎖緊配合尺寸超差(chà),加工質(zhì)量一致性差,總分(fèn)離力(lì)過大等原因造成的互換不(bú)良,也是常見病,多發病。這幾種故障一般都能在檢驗及使用過程中及時發現剔(tī)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能是由於線束與車(chē)身(地線)之間或在有關開關內部短(duǎn)路所造成的。檢查前應首先看在(zài)車身的(de)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
首先拆(chāi)下控製電腦ECU和傳感器(qì)兩側的(de)接線(xiàn)端子,再(zài)測量端子相應端子間的電(diàn)阻(zǔ)。如(rú)電阻值不大於1歐姆,則(zé)說明電線正常,以便進行下一步檢查。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量(liàng)的準確(què)性,同時注(zhù)意,對大多數導線端子、萬用表表棒應從連接器的後端(duān)插入,但是對於裝有防水套的防水型接線端子表棒就(jiù)不能從後端插入,因為在插入(rù)時稍不小心便會使端子變形。
2、短路的電阻值檢查(chá)
首先(xiān)拆下控製電腦ECU和傳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。測量時(shí),表棒一端搭(dā)鐵接車身,另一端要分別在兩側導線連接器上進行測(cè)量,如果電阻值大於1歐姆則說明(míng)該電線與車身無短路故障。
3、端子外觀及接觸壓(yā)力檢查
首(shǒu)先應逐一拆下各端子,檢查連接器端子上有無鏽觸和髒汙,對鏽蝕和髒汙應清理。然後檢查端子片是否鬆動或損壞,端子固定是否牢靠,在(zài)輕輕拉動時端子應無鬆動現象。反之,如果(guǒ)在哪一個座孔中的(de)插頭端子拔出時比其(qí)它座孔容易,則(zé)該座孔可能在使用中會引起接觸不良的故障。
電線
新能源線束的(de)電線介(jiè)紹
汽車線(xiàn)束⽤線(xiàn)纜(lǎn)類型受線束所(suǒ)處的環境和功能的影響。例如:發動機、動⼒電池等周圍環(huán)境溫度⾼,腐(fǔ)蝕性⽓體和液體也很多(duō)。因此,⼀定(dìng)要使⽤耐⾼溫、耐油、耐振動、耐摩擦導線;⾏李廂蓋上的導線要(yào)在低溫下保持其彈性(xìng),所(suǒ)以要選⽤冷彈性導線保(bǎo)證其正常⼯作;⾃動(dòng)變(biàn)速器上的導線(xiàn)⼀定要耐⾼溫、耐液壓油,其溫度穩定性要好;弱信號傳感器要⽤屏蔽導線,例如爆震(zhèn)傳感器和(hé)曲軸位置傳感器、ABS輪速傳感器(qì)等;門內線耐彎曲性要求⾼等。汽(qì)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。線束⽤導線要有耐
溫、耐油、耐(nài)磨、防⽔、防腐蝕、抗氧化、阻燃等特性。⽬前⾃主汽(qì)車品牌使⽤導線種類主(zhǔ)要包括⽇標導線和德標導線。⽇標導線使⽤的種(zhǒng)類主要包(bāo)
括:AV、AVSS、AVSSX、AVX、AEX;德標導線使⽤的(de)種類主要包括:FLRY-B、FLR9Y-B。傳(chuán)統汽車是以汽油發動機為動⼒,傳統(tǒng)汽車導線作⽤是傳輸控製(zhì)信號,承受(shòu)的電流和電(diàn)壓都很⼩,故電線直徑較⼩,結構上也僅是導體外加絕緣,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(chuán)輸能量的作⽤,需把電池(chí)的能量傳輸到各個⼦係統,因(yīn)此所(suǒ)設計的(de)電動汽車⾼壓線束必須滿⾜⾼壓⼤電流傳輸(shū)。電動汽車⾼壓電纜承受的電壓較⾼(額定電(diàn)壓最⾼600 V),電流較(jiào)⼤(額定(dìng)電流(liú)最⾼600 A),電磁(cí)輻射較強,故電纜的直徑明顯增⼤,同(tóng)時為了避免電磁輻射對周圍電⼦設備產⽣強烈電磁⼲擾,影響其他(tā)電⼦設備正常運⾏,電纜還(hái)設計了抗(kàng)電磁⼲擾屏蔽結構(gòu),即(jí)采⽤同軸結(jié)構,利⽤內(nèi)導體和外導體(tǐ)(屏蔽)共同作(zuò)⽤,電纜內的磁場(chǎng)成同⼼圓分布(bù),⽽電場從內導體指向(xiàng)並⽌於外導體,使電纜(lǎn)周圍外部的電磁場為零,亦即
屏蔽了電磁(cí)輻射,從⽽確保電動車正常運⾏。早期汽車線纜(lǎn)⽤絕緣材料主要是PVC(聚氯⼄烯),但(dàn)PVC中含有鉛,對⼈體有害,近些年(nián)來逐漸被LSZH(低煙⽆鹵材料)TPE(熱塑性彈性體)、XLPE(交聯聚⼄烯)、矽(guī)橡膠等材料替代。由(yóu)於電動汽車⾼壓電纜在滿⾜⾼壓⼤電流、抗電磁⼲擾的同時還要滿⾜耐磨和阻燃等要求(qiú),對比這些(xiē)材料,矽橡(xiàng)膠的擊穿電壓(yā)⾼,具有耐電弧性(xìng)、耐漏電痕跡性、耐臭氧性,其同時具有(yǒu)良好的耐⾼低溫,絕緣性能良(liáng)好,在⾼溫⾼濕(shī)條件下性能穩定、阻(zǔ)燃(rán)等,矽橡綜合具有物理機械性能良好、使⽤壽(shòu)命長、價格低廉等優點⽽成為了目(mù)前電動乘⽤車(chē)⾼壓電纜絕緣材料的⾸選;
目(mù)前總(zǒng)體而言,⾼壓線纜主要選⽤交聯聚⼄烯絕(jué)緣(yuán)電(diàn)纜XLPE或矽橡膠電纜。國內⼚商(shāng)生產的主要材料是XLPE為主,由於XLPE⼯藝較成熟(shú),⽣產(chǎn)⼚商可以(yǐ)添加(jiā)交聯母粒⼦直接⽣產,成本及⼯期都較低,⽽矽橡(xiàng)膠線纜⾼度的耐⾼溫(wēn)性(-50℃-180℃)與柔軟性(xìng),⾮常有助於車內布線,矽(guī)膠線纜(lǎn)由於會涉及矽橡膠材料的合成⽐例及⼯藝的優化(huà),⽬前國內矽膠線做的(de)好的並不多見,以下是目前高壓線纜的(de)分類大綱。
1、按電壓等級:600V,1000V,1500V,3000V;
2、按溫度等級:125℃、150℃、180℃、200℃;
3、按絕緣屬性:熱塑性絕緣和熱固性絕緣;
4、按屏蔽型式:屏蔽型和非屏蔽電纜(lǎn);
5、按絕緣芯(xīn)數:多芯和單芯電纜;
6、電纜(lǎn)平方數:1.25、2、2.5、3、4、5、10、16、25、35、50、70、95、120等。
覆(fù)蓋物
覆蓋物的介紹
波紋管,一般的材料為PA/PP,耐溫在-40°C-125°C,主要是有效的保護線纜的作用。
熱縮管,一般的(de)材料為聚丙烯,耐溫在-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。