比亚迪汽车线束设计方案

 

2020年资源环境紧缺下,比亚迪响应国家政策,不断的改良和日益求精,研发了刀片电池,节能减排势在必行, 新能源汽车线束在突破技术瓶颈的前提下,市场还是很 广阔的。高压线束在新能源汽车中属于高安全件, 所以汽车线束的设计及布置至关重要。

 

汽车高压线束

设计汽车线束考虑几个特点,比如线束走向设计,线径设计,汽车连接线的选择和充电口选择,汽车行驶中不断产生的辐射和抗干扰的屏蔽效果,高压线槽设计,高压互锁HVL设计,GROMMET设计等。

一、高压线束走向布置及分别类型

图1 混合动力高压部件布局图

图1为混合动力高压部件布局图。高压系统在设计方面,考虑到电磁搅扰的因素,全部高压系统均由屏蔽层全部包覆。

当前国内车型全部采用屏蔽高压线,曰系车也有软件屏蔽网包覆在高压线外侧,插件处处理实现屏蔽连接。同时由于高压曾经胜过人体安全电压,车身不可像低压系统同样作为整车搭铁点,因此在高压线束系统的设计上,直流 高压电回路必须严格执行双轨制。

根据高压线束的特性,我们普通以高压电器为中间对高压线束进行 分别,可分为电机高压线、电池高压线、充电高压线等。

电机高压线普通是连接控制器和电机的高压线; 电池高压线普通是连接控制器和电池的高压线;充电高压线普通是连接充电机和电池的高压线。

二、高压线束特性

高压线束耐压与耐温等级的性能远高于低压线束等级,国内主机厂通常采用屏蔽高压线,近年未来本主机厂主要采用非屏蔽高压线外包裹屏蔽网工序。屏蔽高压线可削减EMI、RFI对整车系统的影响。

整条高压线束回路均实现屏蔽连接,电机、控制器及电池等接口高压线束屏蔽层,通过插件等压 接布局连接到电池电机控制器壳体,再与车身搭铁连接。高压线的屏蔽对于电缆传导数据不是必须的,但是可削减或避免高压线的辐射。

耐压性能:常规汽车耐高压额定600V,商用车及大巴士电压可高达1000V;

耐电流性能:根据 高压系统部件的电流量,可达250~400A;

耐温性能:耐高温等级分为125丈、150丈、200丈不等, 常规选定150丈导线;低温常规-40丈。

三、线径设计

需要综合考虑以下几方面:

①负载回路的额定电流值;

②电线导体的允许温度;

③线束兼职时周 围环境的温度;

④导线本身通电时温度上升惹起的 通电率降低;

⑤成捆线束允许电流的折减系数。

电线允许电流值 x 环境温度惹起的通电率降低 x 捆扎惹起的折减系数>额定电流值。

鉴于环境温度对通电率降低的影响(驾驶室内 40丈、发动机室80丈),导体阻抗的上升需做考虑。 因此:电线的耐热温度>环境温度+导体通电时的 温度上升。

导线非常大稳态温升应不超过额定温度导线绝缘层、插件质料或其余导线涉及的质料。导线安培容 量很多决定因素变量,如:导体尺寸、绝缘质料、 绝缘层厚度、环境温度、导线绑缚尺寸、导体质料。

四、高压连接器及充电口类型和软件

4.1高压连接器类型和软件

高压连接器按有无屏蔽功效分为非屏蔽型连接器(图2)和屏蔽型连接器(图3)。

图2 非屏蔽连接器

图3 屏蔽型连接器

非屏蔽型连接器布局相对简单,无屏蔽功效, 老本相对低。使用在无需屏蔽的位置,如充电回 路、电池包壳体里面及控制器里面等由金属壳体包覆的电器上。

屏蔽型连接器布局复杂,有屏蔽要求,老本相 对高。适用于必须有屏蔽功效的地方,如电器外部 与高压线束的连接。

所有高压连接器都要求防水,根据使用位置不 同,防水等级也不同样。当前使用居多的有1P连接 器(图4)、2P连接器(图5)及3P连接器,超过3P 的连接器相对少见,通用性太小而且开发老本高, —般连接器厂家很少开发。

1P连接器布局相对简单,老本相对低。满足高 压系统的屏蔽、防水等要求,但装置工序复杂,维修性差。普通可以软件在电池包甩线、电机甩线 等,也能够使用在高压电器里面电路连接,如高压 电池包里面等。

2P连接器布局复杂,老本相对高。满足高压系 统的屏蔽、防水等要求,维修性好。普通用于直流 电输入输出,如高压电池包上、控制器端、充电机 直流电输出端等。

4.2维修开关类型和软件

维修开关在高压系统中必不可少,在高压系统 需要搜检维修时,必须先断开高压电源,主要即是 通过断开维修开关来实现断开高压总电源。

1) 带熔断丝开关(图6)—般安装在高压电 池包上,并要布置在利便插拔的位置。特点:带熔 断丝,布局复杂,老本相对高,体积相对大,适用 于大电流的高压系统上。

图6 带熔断丝开关

不带熔断丝开关(图7)布局简单,老本 低,体积相对小,适用于布置空间紧张的位置。如 果维修开关里面不带熔断丝,高压电气系统中也应 该要有熔断丝对电路进行保护。

图7 不带熔断丝开关

4.3充电接口的类型和软件

两种充电接口,一种为车载充电机提供交换电 能的接口,另一种是为电动汽车提供直流电能的接 口,适用于交换额定电压为220V和直流额定电压不 超过750 V的电动汽 车传导式充电接口。

1)直流快充充 电口(图8)满足国 标 GBT 20234.3—2011。

图8 直流快充充电口

车辆插头和车辆插座分别包含9对触头,其电 气参数值及功效定义见表1。

车辆插头和插座的触头布置方式如图9和图10 所示。

充电口和充电座满足国标要求,直流快充系 统,电流电压较大,全部充电口和充电座的要求更 高,体积比慢充充电口和充电座更大,老本较高。 国标规定:快充的额定直流电压为750V (DC),额定直流电流为125 A和 250 A (DC)两 种规格。

2)交换慢充充 电口(图11)满足 国标 GBT 20234.2— 2011。

车辆插头和车 辆插座分别包含7对触头,其电气参数值及功效定 义见表2。

车辆插头和插座的触头布置方式如图12和图13 所示。

充电口和充电座满足国标要求,慢充系统与快 充系统相比,兼职电压电流较小,全部充电口和充 电座要求比快充的低,体积相对较小,老本稍低。国标规定,慢充额定交换电压为交换250 V和440 V(AC),慢充额定交换电流为16A和32A (AC)。

 

 汽车线束要确保在行驶中产生的产生的电磁干扰,和高温等严苛环境中使功能完美运行。