新能源车型高压线束布置概述

2020年11月12日 评论 384 1983字

相较传统燃油车,新能源汽车新增高压线束布置要求极为严格,高压线束不仅对物理空间有着不同的要求,还分别要在热害防护、碰撞安全、电磁屏蔽以及高压安全角度对其布置进行审视。本文将对新能源车型高压线束的布置在以上角度进行讨论,为新能源汽车的布置开发提供参考。

1 前言

整车高压线束的布置涉及到高压线束的走向设计、线径设计、高压连接器设计、充电口的选型、电磁屏蔽设计、高压线束固定卡扣选型等。

一般以高压电器为中心对高压线束进行划分,可分为电机高压线、电池高压线、充电高压线等。

电机高压线一般是指连接控制器和电机的高压线;电池高压线一般是连接控制器和电池的高压线;充电高压线一般是连接充电机和电池的高压线,如图1所示。

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2 高压线束的布置要求

2.1 高压线束的一般布置要求

油电混合车型中高压电系统的电压为几百伏高压,不合理的布置可能漏电引起火灾或危及乘客安全,高电压部件的布置除满足安全碰撞法规、人机工程及维修方便性的传统汽车要求外,还需制定针对高电压有效防护措施。

布线时主要考虑以下几点:

1)高电压部件的布置要为能力源及其传输路径上的相关部件留有足够的缓冲空间,尽可能加大高电压部件彼此与车体之间的距离,确保任何一个非外界高电压部件与整车外廓的最小尺寸均保持在110mm以上,如图2所示:

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2) 高压线束之间应避免交叉、绕圈。正负极高压线束需按照同一路径走线,尽量避免或减短分叉的距离;

3) 相邻部件之间的间隙应≥15mm,动态间隙应≥25mm;

4)高压线由于材料及直径原因,一般折弯处前后两端均应有固定点,避免实际走向与设计走向出现较大偏差;

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5) 应充分考虑车辆刮碰及泥沙飞溅等因素对高压线束的影响;

6) 高压线束应避免过锋利边,如无法避免,应在过孔等锋利边缘应添加相应的防护装置,如图4所示。

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7)线束拐弯半径应≥6D(D为高压线束的直径);

8) 环境温度应低于125℃;

9) 相邻两个固定点间隙应满足以下要求:

a.高压线束截面积16mm2以上,两固定点间隙≤300mm;
b.高压线束截面积16mm2以下,两固定点间隙≤200mm;

2.2 EMC的一般影响要求

进行线束设计时,为了能够更好的提高整车电磁兼容性,一般建议遵守以下原则:

1)干扰源及其连接线束,建议远离易干扰部件及其连接线束,尽可能单独布置。干扰源的连接线束与易干扰部件的连接线束的距离建议不小于10cm,如图5所示。

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2)干扰源的连接线束无法远离易干扰部件的连接线束时,建议尽可能将两者(几何形状)垂直交叉布置,如图6所示。

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3)线束在布置时,应尽可能的将线束布置在金属车身的夹角、凹槽内,或者紧贴金属车身布置,如图7所示。

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4)建议不要远离金属车身悬空布置线束,线束距离车身金属结构建议不超过10cm,原则上越近越好,如图8所示。

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5)彼此之间互不影响的设备可以放在一起布置。

6)抗干扰能力强,且对外产生的电磁干扰非常小的非敏感部件,可以布置在易干扰部件和干扰源的中间,构成去耦合屏障,减小干扰源和易干扰部件之间的串扰。非敏感部件应由电磁兼容工程师进行评估和确认。(线束工程师之家网)

7)为了降低电磁辐射耦合造成的影响,应尽可能减小干扰源和易干扰部件电流回路的面积(如图5阴影部分所示)和线束长度。这也是整车线束设计时,降低电磁辐射耦合的最基本的原则,示例如图9所示。

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8)线束的长度以刚好连接到部件接插件为宜,线束不能留得过长,并盘绕成圈。

2.3 大电流线束的EMC布置影响及要求

1)大电流的导线会在其周围形成强磁场,如图10所示。不建议以车身作为大电流部件的电流回路。在采用车身作为电流回路的情况下,建议电源正极线应尽可能靠近车身布置,以减小电流回路的面积。

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2)大电流回路的负载和电源之间的布置距离应尽可能短,同时应将大电流线束靠近车身金属板布置,从而减小回路面积,降低磁场的对外辐射量。

3)建议单独布置大电流线束,尽可能避免将大电流线束布置在易干扰部件及其线束附近。建议大电流线束与易干扰部件及其线束的距离不小于10cm,防止大电流线束产生的磁场对易干扰部件造成影响。

4)大电流回路的电源正极线和负极线应并行布置,如图11所示;

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5)大电流回路不建议布置在射频相关部件(如天线、无线传感器、收音机/放大器等)附近。若靠近射频部件(在其上面、下面、后面),建议大电流回路的电源正极线和负极线平行布置(如图7所示)或采用双绞线。

3 结束语

本文在物理布置空间、热害防护、碰撞安全防护、电磁屏蔽以及高压安全角度总结了高压线束布置中应注意的事项以及其基本布置原则。文中所述的布置原则来自于设计经验,需要在今后的工作中不断地验证、调整和优化。

(来源:重庆汽车工程学会  作者:张晓 欧阳海青 隆腾 宋兴权 朱红霞   东风小康汽车有限公司)

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