隨著新能源電動汽車領(lǐng)域的高速發(fā)展，電動汽車將逐漸替代燃油汽車。然而電動汽車系統(tǒng)與保守燃油汽車架構(gòu)有很大差別，比方電動汽車高壓電纜系統(tǒng)，由于連接高壓電池、逆變器、電機(jī)等部件，對其提出了各種技術(shù)要求；同時，現(xiàn)有的規(guī)范基于低壓汽車電纜系統(tǒng)設(shè)計，隨著日益完善的架構(gòu)體系建設(shè)，高壓電纜規(guī)范化工作也應(yīng)當(dāng)有條不紊的進(jìn)行。本文就著重對電動汽車電纜應(yīng)用的基本要求及規(guī)范化工作進(jìn)行詳細(xì)介紹。
新能源電動汽車高壓電纜
新能源電動汽車高壓電纜
一、電動汽車對高壓電纜基本要求
新能源電動汽車系統(tǒng)設(shè)計對內(nèi)部高壓電纜和系統(tǒng)組件應(yīng)用提出了新的要求，現(xiàn)有的解決方案不能有效滿足系統(tǒng)應(yīng)用需求。其中電動汽車對高壓電纜的基本需求參照如下所述：
01電壓
和慣例燃油汽車電纜的基本差別是需要按額定電壓600V結(jié)構(gòu)設(shè)計，而如果在商用車和公共汽車上使用，額定電壓更可高達(dá)1000V目前內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動的慣例車輛使用的電纜被設(shè)計為額定電壓60V系統(tǒng)在發(fā)生的功率(P=UI不變的情況下，由于使用較低的電流，高電壓可以減少在傳輸系統(tǒng)的功率損耗(P耗=I2R
02電流
由于電動汽車內(nèi)部電纜連接電池、逆變器、電動機(jī)等部件，高壓電纜需要傳輸更高的電流。根據(jù)系統(tǒng)組件的功率要求，電流可達(dá)到250A 450A 甚至更高。
03溫度
采用大電流傳輸?shù)慕Y(jié)果將導(dǎo)致高功耗和組件的發(fā)熱，因此高壓電纜必需設(shè)計接受更高的溫度范圍。相比之下，慣例的燃油驅(qū)動車輛通常使用電纜的額定溫度限值到105℃，除非電纜應(yīng)用在發(fā)動機(jī)艙或其它耐較高的溫度的區(qū)域。電動汽車高壓電纜通常要高于通用燃油汽車的限值溫度，達(dá)到125℃或150℃。
電動汽車內(nèi)如果通過的環(huán)路有其他影響因素，主機(jī)廠甚至?xí)岢龈叩哪透邷匾?。如排氣管附近、電機(jī)前面、電池反面等。
04工作壽命
汽車行業(yè)通常在指定的溫度等級電纜設(shè)計使用壽命為3000h公認(rèn)的電纜規(guī)范如ISO6722ISO14572中，此設(shè)定值通常用于臨時老化試驗。高壓應(yīng)用領(lǐng)域的客戶的特殊要求可能超越3000h規(guī)定的溫度累計運行時間甚至達(dá)到至12000h
05屏蔽效果
電動汽車高壓電纜的自身并不需要屏蔽，因為不像同軸電纜那樣傳輸數(shù)據(jù)，但是需要防止或減少系統(tǒng)中的開關(guān)電源發(fā)生的高頻輻射通過電纜傳導(dǎo)到周邊關(guān)鍵設(shè)備部件。
和燃料驅(qū)動的車輛不同，控制電動汽車的電機(jī)的多采用三相交流電，攜帶能量的電壓由不同頻率的信號符合而成，由于高頻率的脈沖具有陡峭的沿，所以會發(fā)生能量有很強(qiáng)的諧波發(fā)射到周邊區(qū)域。通過使用適當(dāng)?shù)钠帘畏椒ㄍ耆梢越鉀QEMI問題，某些情況下為滿足屏蔽效果的不同要求需要采用不同屏蔽類型的組合。
06柔韌性
混合動力汽車的開發(fā)在許多情況下面臨的挑戰(zhàn)是現(xiàn)有的系列平臺原來只設(shè)計裝載汽油發(fā)動機(jī)和它組件的空間納入了更多的電氣組件。即使不考慮布線，空間的限制也必需綜合考慮。
同時，電纜和連接器通過路徑也需要空間。通常的后果是呈現(xiàn)緊張的彎曲半徑，由于慣例電纜固有的設(shè)計，高彎曲力難以克服。為了解決這個問題，高壓電纜高柔韌性是至關(guān)重要的只有比擬柔韌的設(shè)計，通過電動汽車內(nèi)部緊張的路徑才可以容易實現(xiàn)。
07耐彎曲
如果電動汽車內(nèi)部電動機(jī)位于靠近車輛的運動部位，會導(dǎo)致連接的高壓電纜連續(xù)振動，要求被設(shè)計成能承受高的循環(huán)彎曲，以確保良好的彎曲耐力。
08標(biāo)識
因為高電壓帶來應(yīng)用風(fēng)險增加，各種規(guī)范均定義高壓電纜必需在視覺上與通用燃油車輛電纜區(qū)分，指定外表必需是鮮艷的橙色。同時也可以印刷警示內(nèi)容和特殊標(biāo)記，如“小心!高壓600V高電壓的閃電標(biāo)識等。
二、電動汽車高壓電纜規(guī)范
由于電動汽車領(lǐng)域高壓電纜應(yīng)用的特殊要求，現(xiàn)有的電纜規(guī)范不能有效的滿足系統(tǒng)應(yīng)用需求，必需建立新的規(guī)范，以滿足電動汽車整車生產(chǎn)廠商、電纜供應(yīng)商等多方的需求。
國際規(guī)范化組織—道路車輛技術(shù)委員會電氣電子分技術(shù)委員會車用電纜工作組(ISO/TC22/SC3/WG4一直在進(jìn)行高壓電纜的規(guī)范化工作。ISO6722上基于通用汽車的60V電纜規(guī)范進(jìn)行了修訂，修改為600V電纜的需求。但是其中大多要求還是很通用的沒有考慮高壓電纜所需的特殊設(shè)計。再者ISO14572也作了類似的修訂。
針對電壓高于600V高壓電纜的規(guī)范專門設(shè)立了ISO17195規(guī)范。同時，SA E將調(diào)整目前的高壓(額定600V規(guī)范SA EJ1654對高壓電纜的要求，規(guī)范中涵蓋從6001000V額定電壓，新創(chuàng)立尚未發(fā)布的規(guī)范SA EJ2840將定義為屏蔽類型的電纜。
目前，國的高壓屏蔽電纜的國家汽車行業(yè)規(guī)范正在制定中，其額定電壓將達(dá)到1000V
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