特斯拉MODEl Y 充电线束解析

2020年10月19日
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这篇文章要回答最后2个留言问题,来结束这一个问题汇总;

4.连接器的温升因素,在不进行大变更的基础上如何降低温升?

5.特斯拉MODEY 充电线束解析,外部金属管和IPT插件

留言问题汇总

1.EMC中高压连接器和电缆相关的应用及现状介绍和分析 

2.与振动相关的标准,测试以及应用失效评估,包括正旋和随机部分以及振动超标后对接插件的影响,同时分享提高连接器和线束振动等级的措施有哪些?

3.高压连接器端子插拔次数和镀层结构的关系,10000次插拔如何实现?

4.连接器的温升因素,在不进行大变更的基础上如何降低温升?

5.特斯拉MODEl Y 充电线束解析,外部金属管和IPT插件

先看第一个问题,连接器的温升因素,在不进行大变更的基础上如何降低温升?

如果想要降低温升,我们得先知道温度是从哪里来的;因为导体再传输的时候 ,当导体内部的自由电子在做定向运动时会于原子和正离子发生碰撞,阻碍电子定向运动,这种作用就是导体电阻,而电阻会产生热,最终会以热能形式产生能量损失,那么我们高压连接器在连接传输的过程中有哪些地方会产生热呢?

一般来说,连接器都有公母端配对使用(这个地方不讨论IPT连接的形式)主要有3个连接区域构成,分别是线端的压接端、中间的端子接触区域 以及箱体的连接区域, 这3个连接区域也代表了3种连接方式:压接、弹性金属接触、螺接;3个区域构成了一个局部的传输路线,而温度的产生也存在这3个重要的区域;

特斯拉MODEl Y 充电线束解析
问题中,这个朋友要求在不动大的改善的情况下,如何降低温升,根据欧姆定律,电阻越大,温度也越高,所以降低温升意味着就是降低电阻,比如压接区域,我们就需要考虑怎么降低它的电阻,比如压接的更充分、由压接改为超声焊接?

亦或者通过结构设计或者压接形式的改变增加接触的面积,有效接触面积的增加,传输就会更高效,电阻也就会降下来,随之温度也会降下来;这3个区域中要属中间弹性金属件连接的区域温升会最高,因为其靠正向力的连接使得2种金属材料连接在一起,相比压接和螺接,这种方式不确定因素会非常多,也是改善的重点区域,目前行业里做的比较好的也比较多。

另外对于螺接,我们更应该注意的是其防松要求,根据经验往往这个地方温度过高是因为其螺栓松脱导致有效接触面积下降温度升高; 我们看下图我把3个区域给标识出来了,右上角有一张TE把连接的温升做了一个拆解,如果我们想要研究更为基础的温升要求,以及建立完整的热仿真的模型我们可以寻此思路去看看;

其实热量只能通过三种方式传递:传导、对流和辐射;上面所说的从3个区域的连接上进行改善可以理解为在传导上做文章,我们在选择连接器的时候一定要注意电缆规格和连接器自身是否承载匹配的问题;温度一定都是从高流向低的,所以连接器内部的温度一定会往低的地方流动,如果我们外部环境的温度已经和内部温度接近就会形成热平衡,这是我们在选择连接器时也要注意;

另外我们都知道不同的材质其热传导的速度是不一样的,所以在同等的设计和同等数据下,金属的外壳一定是要比塑料的热传导效果更好,其耐受环境温度也更好,所以适当的改变一些材质也许效果也会更好,只是需要兼顾重量 ,尽量做到效益平衡;

特斯拉MODEl Y 充电线束解析

我们再看看第二个问题,特斯拉MODEl Y 充电线束解析,外部金属管和IPT插件

这个问题其实我之前写过它的连接器,就是这个朋友所说的IPT插件,但是线束没有着重的去说,既然有朋友问,这个地方,我们简单的试着分析对比看看;

目前网上的相关拆解资料应该都是来自桑迪.芒罗的视频,和他一样,model y上我们并没有看见其线束的专利技术,也许可能还是技术不成熟,对于充电线束,因为model y 是搭载其V3的液冷充电,充电的功率更大,所以其整个线束和连接器相比上一代还是有很多改变的;

特斯拉MODEl Y 充电线束解析

网上有model 3和model y的对比,上面一张图是model 3的快充线束,整个线束还是比较笨重的,为了看的更为直观,我找了一张完整图,我们可以看看

特斯拉MODEl Y 充电线束解析

特斯拉MODEl Y 充电线束解析

 

上一代其连接器还是搭载的TE的“片式插件” 但是我们从特斯拉的维修报告里也看见,这种连接器也存在很多的弊端,比如刀片的变形、位移、腐蚀等,当然其尺寸是足够的小,比较灵活也不占空间;我们看这个线束的固定方式和目前国内很多乘用车底盘动力线固定方式一样,都是定制的塑料件固定,有很多的卡子,比较笨重,也昂贵;

特斯拉MODEl Y 充电线束解析

虽然说mdel y 的快充线没有其专利那样科幻,但是依然做了很多的提升,这些提升也体现出了特斯拉的制造能力,model y不同于model 3采用笨重的屏蔽电缆外加定制塑料支架,这种做法也是我们一直都比较喜欢的, 而model y用的是铝管固定,把非屏蔽的电缆固定铝管里,这样可以使得体积更小,也更为美观,而且步线非常灵活,这个思路是沿用了日本人的高压导线的思路,而且通过日本的普锐斯等车型,我们发现这种铝管的弯接工艺十分的简单可靠,而且很便宜,这种方式相比原来的方式是降低了生产成本的,相比原来的各种卡子的固定,这种方式会更可靠,个人角度我还是蛮喜欢这种方式的;

特斯拉MODEl Y 充电线束解析

这个地方还有一个我个人认为比较重要的分析点,通过日本车型的这种设计,知道,这个铝管取代了传统的电缆屏蔽层,而且屏蔽的效果会更好,我们看见Y的连接器也是特殊定制的

日本人这个铝管屏蔽技术最早是由住友开发出来的,在很多的畅销的日企车型上都有应用,因为欧洲更喜欢把屏蔽和电缆塞在一起,分支连接,LV216就有屏蔽电缆的要求,为此之前还看到住友写过一遍文章来分析两者的优缺点对比,以及实测对比,感兴趣的朋友可以去看看《shielding performance of HV harness -comparison  between European and janpaness technologies》 model y 是要承担更大功率的充电的,不仅仅对温升的要求很高,对屏蔽的要求也会非常高,怎么可靠的保证充电线束不对周边抵压的线束造成干扰是需要进一步考虑的,这种铝管的方式效果应该会很好,当然这也仅仅个人经验分析,无实测数据,所以只是提供一种探讨的思路。

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