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電動車電纜的標準化現狀及電動車高壓電纜結構設計

  電動汽車應用的高壓電纜的挑戰和要求,有必要建立新的電纜標準,以滿足供應商、線束廠以及主機廠的需要。國際標準化組織道路車輛技術委員會電氣電子分技術委員會車用電纜工作組(ISO/TC 22/SC 3/WG4)在開展這項工作。

  在ISO 6722上可以看到,基於常見的60 V電纜標準進行了修訂,以符合600V電纜的需求。因為它的大多要求還是很通用的,但往往不考慮高壓電纜所需的特殊設計。ISO 14572 也作了類似的修訂。目前電壓高於600V高壓電纜的標準化是各工作組的一個課題。標準號是ISO 17195。

  SAE將調整目前的高壓(額定600 V)規範SAE J1654 對高壓電纜的要求,並涵蓋從600 到1000 V的額定電壓,新創建尚未發布的標準SAE J2840將定義為屏蔽類型的電纜。

  LV是德國的五大汽車公司的共同采購規範,目前推出了額定電壓600 V的電動汽車高壓電纜標準LV 216。其涵蓋單芯和多芯的屏蔽電纜。我國的高壓屏蔽電纜的國家汽車行業標準正在製定中,其額定電壓將達到1000 V。

  標準的產品和非常具體的要求是很難界定的。本文的宗旨是解決基本的設計思路,通過應用先進的高壓電纜結構原理克服上文所述的挑戰。

  1. 導體設計

  高壓電纜的柔韌性,大多是由導體的設計所決定。這就是為什麽高壓電纜使用具有大量非常小的直徑的單絲的特殊導體。一定數量的單絲先進行束絞,然後再同心的複絞,形成高壓電纜需要的軟導體。多的根數另外一個好處是更好的耐彎曲。絞線節距縮短,還可以提高高壓電纜的彎曲壽命。

  2. 絕緣材料

  絕緣材料的選擇主要是考慮耐熱要求和機械強度。相比標準的電池電纜,可以合理選擇比較軟的材料,使特殊設計的絞合導體保持柔韌性。

  3. 成纜

  電纜當多芯時通常需要將線芯絞合起來。為了彌補絞合高壓電纜線芯造成的變形,需要采用所謂退扭的專用設備。這個過程中,專用的絞線機配備的放線盤相對絞合方向反向旋轉。這為防止電纜的變形張力很有必要。

  根據電纜的結構,通常使用填充,以保證屏蔽電纜較高的同心度,最終取得一個令人滿意的高壓電纜。在絞合纜芯使用包帶可以保持電纜的柔韌性。

  4. 屏蔽

  由於EMC(電磁兼容性)的要求,使用多根銅絲組成編織屏蔽。鍍錫銅絲可以使其抵抗環境影響如氧化等變得更加強大。用細的銅絲可以保持設計的柔韌性,屏蔽需要有一個90%以上的覆蓋率克服前麵介紹的EMI問題。屏蔽效果的不同需要,編織屏蔽可以結合其他各種屏蔽,如鋁塑符合薄膜。屏蔽外可以繞包一層無紡布,以確保在裝配過程中輕鬆的剝下護套。

  5. 護套

  和線芯的絕緣一樣,護套材料根據熱和機械性的要求選擇。由於直接接觸,像耐液體和耐磨等的環境屬性對護套也尤其重要。這些特性主要取決於所選護套材料類型,而在一定程度也受護套結構設計影響。如果特殊要求,如克服安裝車輛環境的磨損,要求增加耐磨性,這在選擇材料時就需要考慮。通常使用測試設備模擬現實情況用於驗證這些特性。選擇比較軟的材料,受益的是柔韌性,而這可能會導致高壓電纜較低的耐磨。根據相關規範中規定,擠出外套應是一個鮮豔的的橙色,根據規定也可以添加特殊的警示高壓的標記。

電動車電纜的標準化現狀及電動車高壓電纜結構設計 2020-05-14 本文被閱讀
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