新能源汽车充电接口线束防护设计

2020年9月10日 评论 1,400 2007字
随着近几年国家大力发展新能源汽车,新能源汽车的市场占有量在逐年上升,市场关于新能源汽车的故障在显现出来,其中新能源汽车因防护不足导致进水引起车辆故障的案例不在少数,线束作为新能源汽车中比较重要的部分,其防护性能也逐步受到关注。本文针对线束的防护设计方案及制造检测进行介绍总结,为充电接口的防护设计提供参考。

新能源汽车的线束防水性作为影响汽车充电功能的重要因素, 其设计方案是要求必须满足电气防护等级系统,IP(INGRESS PROTECTION) 防护等级系统是由IEC(INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION) 所起草,将电器依其防尘防湿气之特性加以分级。IPXX 防护等级是由两个数字所组成,第1 个数字表示电器防尘、防止外物侵入的等级,第2 个数字表示电器防湿气、防水浸入的密闭程度。数字越大表示其防护等级越高。前几年主机厂的要求的防护等级还不高,随着市场上的新能源车的故障不断涌现,主机厂的要求也越来越高,现在新项目车型的线束防护等级设计要求要满足IPX8,故新能源汽车的线束防护设计将作为一个非常重要的技术要求。

现主要对线束需要的进行防护设计的部件、防护设计方法的介绍两个方面进行说明。

1 充电接口线束需要防护设计的部件

连接器的防护:高压连接器因其主要承担着车辆高压充电系统及动力总成系统,一旦进水进尘,会造成车辆主要功能丧失或者触电等事故,故防护等级要求极高,连接器设计厂、线束制造厂及主机厂都会经过严格的防护实验后才能通过整车实验。

低压连接器一般承担着信号传输的作用,防护失效的话会造成车辆部分功能丧失,如充电、空调、车载系统等等,对车辆的正常使用也会产生很大的影响,故低压连接器也需保证主机厂需求的防护要求,一般为IP67 的要求。

充电接口防护:充电接口承担着电动车充电作用。此部分也必须满足一定的防护要求,一般为IP54。

带屏蔽网的电缆防护:电缆也是近年来需要注意防护的部分。带屏蔽网的电缆与连接器使用时,也将电缆整体与连接器作为了防护设计,一般不会存在问题。但是在一些充电接口设计时未将屏蔽网作为防护设计,此屏蔽层另一端连接的是连接器,在遇到极端环境,水可能通过电缆屏蔽网内部漏至连接器中,造成车辆绝缘故障,故带屏蔽网的电缆也需进行防护要求考虑。

电子锁的防护:电子锁作为交流充电插座标准配置,承担着交流充电时防止未插到位进行充电的操作,漏水会造成电子锁内部机构无法正常运转,造成车辆充电因无法锁止造成无法充电。

2 充电接口线束设计防护的方法介绍

密封垫防护设计方法:密封垫主要应在高压连接器、低压连接器、充电接口等装置上。

高压连接器主要防护设计为密封圈密封,密封圈使用用硅橡胶材质,尾部依靠密封圈凸起设计与连接器外壳干涉量产生密封效果,对插件端采用内置密封圈与对插件壳体间形成干涉量产生密封效果。

低压连接器一般使用密封垫及线胶堵的方式进行密封,对插件端一般也是采用的密封圈与对插件壳体形成密封效果,头部一般采用橡胶线堵的方式在电缆与壳体孔间形成密封效果。

从实际使用效果来看,高压连接器及低压连接器均能满足IP67 的防护等级。充电插座一般的防护设计为分为金属插套采用防水密封环设计,而插座尾部采用密封垫与电缆之间形成密封效果。

胶类防护设计方法:胶主要应用在控制盒、电子锁、充电接口等需要进行空间密封的位置,也有在螺钉孔、元器件插孔等位置进行涂胶密封位置。胶的选择主要有硅橡胶、环氧树脂胶、南大87 硅橡胶等胶类。点胶的方法主要为手动点胶机、自动点胶机、双组分点胶机等,可以根据具体需求进行配置。

密封条防护设计方法:密封条主要的应用跟胶类似,主要应用在保险盒、电子锁需要进行空间密封的装置。

密封条的材质主要为三元乙丙橡胶(EPDM)和聚氯乙烯(PVC),密封条主要分为一体散装式和成型式。散装式是来料是成卷的,使用进行先按需进行二次裁切,再进行装配至需求的位置,可以在样件试产时使用。一体成型式是根据需要的位置进行开模定制,需求的形状已确定,使用时直接进行装配即可,可以在产品批产时使用。

热缩胶管防护设计方法:热缩胶管主要应用在电缆外裹防护,通过加热胶融化溢出覆盖在电缆表面,使用电缆内部与外界隔绝,既可以防水防尘,也可以增加部件对外界的抗冲击能力。热熔胶管种类也很多,热缩比主要分为2:1,3:1,4:1 等。

塑料超声波熔接防护设计方法:塑料超声波焊接主要原理是高频振动专递到需要熔接的位置,使塑料之间产生高频振动熔接塑料,完成后塑料壳体成为一体,既可以防尘防水,也可以增加塑料壳体的强度,缺点是一旦完成焊接,无法进行返工。

结语:新能源汽车线束的防护是非常重要的,本文在防护设计的部件、防护的方法介绍两个方面进行说明。希望可能帮助汽车线束工程师们了解汽车线束防护的重要性及必要性,在后续的线束设计及制造过程中能够多考虑线束的防护要求,保证车辆正常运行及安全性能。

来源:线束中国

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