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新余高压线束设计基础要点解析(下)

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新余高压线束设计基础要点解析(下)

发布日期:2023-06-24 来源: 点击:15141

接上文《【汽车线束】高压线束设计基础要点解析(上)


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7.安全性
高压线束电压定义:DC:60V<U<1500V;AC: 30V RMS<U<1000V RMS;根据高压系统部件的载流量计算电流可高达 250A;一般情况下人人体安全电压为 36V,允许通过的电流为 36mA这大大高出了人体所能接受的安全电压、 电流,所以高压线束的安全性十分重要。

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高压线束的安全性设计主要在于绝缘,耐压保护、过载、接插件的 IP 等级防护要求等。

绝缘:指使用不导电的物质将带电体隔离或包裹起来,以对触电起保护作用的一种安全措施 ; 有强电作用下,绝缘物质可能被击穿而丧失其绝缘性能。因此,电气线路与设备的绝缘选择必须与电压等级相配合, 而且须与使用环境及运行条件相适应,以保证绝缘的安全作用。高压线束一般都是采用双重绝缘。

耐压:把一个高于正常工作的电压加在被测设备的绝缘体上,并持续一段规定的时间,如果其间的绝缘性足够好, 加在上面的电压就只会产生很小的漏电流。如果一个被测设备绝缘体在规定的时间内, 其漏电电流保持在规定的范围内, 就可以确定这个被测设备可以在正常的运行条件下安全运行。


过载:电气线路中允许连续通过而不至于使电线过热的电流量,称为安全载流量或安全电流。如导线流过的电流超过了安全载流量, 就叫导线过载。过载时,温度超过该温度,会使绝缘迅速老化甚至于线路燃烧。

发生过载的主要原因有导线截面选择不当, 实际负载已超过了导线的安全电流;还有端子的载流量不够已超过了其承载的更大电流。

接插件的 IP 等级防护要求:高压接插件连同线束连接 HEV/EV的动力总成系统,不仅是车辆驱动的关键能源输送线,影响车辆功能及性能,同时,也是一个影响安全性能的关键因素,会引起车辆抛锚、着火,甚至会产生电击,从而车辆使用者的生命安全。

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IP 防护设计。试验证明, 裸露于潮湿空气的高压端子会更容易腐蚀, 也更危险,因此在可能的情况下, 所有的高压插件的防护等级要求在 IP67 以上,当然,位于底盘或前舱等更恶劣的情况下必须更高。

防触指功能设计。整车的高压系统设计需保证在单点失效的情况不影响操作人员的安全,即便裸露的插件,也要保证人员徒手操作不造成危害,因此,护套与端子的设计使得人手指无法直接接触到端子。


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8.高压连接器特点
高压连接器作为高压线束的关键核心部件,其特点与高压线束大部分一致,其中以下特点较为突出:

耐压性 : 满足爬电距离和电器间隙要求,满足 750V额定电压要求;

安全性 : 具有高压互锁功能,未对配插件满足 IPXXB 要求,对配状态插件满足 IPXXD防护要求。

电气间隙和爬电距离,满足污染等级 3 的设计要求。


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9.高压导线特点
车用高压导线更大的特点是耐高电压,目前市场应用高压导线处于 600V 交流/1000V 直流耐高压水准,随着续航里程提升而需要更大功率输出,将需要更高耐压等级的高压导线,耐压等级将达到以及高于 1000V交流/1500V 直流的水准。

另外,对于高压大电流模块用到的高压导线,因为高功率、车内空间和布线设计的要求,高压导线具有耐大电流、耐高温、阻燃、高柔性和 EMC抗屏蔽性能等特点,从而满足新能源汽车市场应用。


10.充电口特点
充电口相对于其他高压连接器,它的接触端子插拔后易损,导致接触区域阻抗变大,发热,烧蚀等,因为一部分为室外使用,污染等级为3级,实际情况还要高于这个污染等级。

特别是充电桩端的产品, 基本无防护,故塑胶材料选材需考虑高温和耐油等特性,防护等级必须满足插合前IP54,插合后IP55,而实际应用场景还要高于这个标准。

从标准来看,充电口需要满足 GB/T 20234.1 的要求,快充接口和慢充接口分别还需要满足 GB/T 20234.2 和 GB/T 20234.3 的要求。充电口需要同时满足互操作性标准 GBT 34657.2-2015 要求。

目前的充电口普遍存在的待解决的问题包括:交流 63A发热、烧蚀暂时没有比较好的解决办法,充电枪卡钩强度无参考标准,实际使用中容易发生断裂等。


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11.其他注意点说明
线路设计长度的合理性:

通常汽车上根据用电器在车身上的实际布置位置来确定电线束的各部分的长度,并且所有由线束经过的地方都有固定的扎带或孔位来将线束固定。所以线束可靠性受线束总成上各分支的尺寸的影响也较大。

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