隨著新能源電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的高速發(fā)展，電動(dòng)汽車(chē)將逐漸替代燃油汽車(chē)。然而電動(dòng)汽車(chē)系統(tǒng)與傳統(tǒng)燃油汽車(chē)架構(gòu)有很大差別，比如電動(dòng)汽車(chē)高壓電纜系統(tǒng)，由于連接高壓電池、逆變器、電機(jī)等部件，對(duì)其提出了各種技術(shù)要求；同時(shí)，現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)基于低壓汽車(chē)電纜系統(tǒng)設(shè)計(jì)，隨著日益完善的架構(gòu)體系建設(shè)，高壓電纜標(biāo)準(zhǔn)化工作也應(yīng)當(dāng)有條不紊的進(jìn)行。本文就著重對(duì)電動(dòng)汽車(chē)電纜應(yīng)用的基本要求及標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)行詳細(xì)介紹。

新能源電動(dòng)汽車(chē)高壓電纜

一電動(dòng)汽車(chē)對(duì)高壓電纜基本要求

　　新能源電動(dòng)汽車(chē)系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)內(nèi)部高壓電纜和系統(tǒng)組件應(yīng)用提出了新的要求，現(xiàn)有的解決方案不能有效滿足系統(tǒng)應(yīng)用需求。其中電動(dòng)汽車(chē)對(duì)高壓電纜的基本需求參照如下所述：

01電壓

　　和常規(guī)燃油汽車(chē)電纜的基本差異是需要按額定電壓600 V結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而如果在商用車(chē)和公共汽車(chē)上使用，額定電壓更可高達(dá)1000 V。目前內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的常規(guī)車(chē)輛使用的電纜被設(shè)計(jì)為額定電壓60 V，系統(tǒng)在產(chǎn)生的功率(P = U×I)不變的情況下，由于使用較低的電流，高電壓可以減少在傳輸系統(tǒng)的功率損耗(P耗= I2×R)。

02電流

　　由于電動(dòng)汽車(chē)內(nèi)部電纜連接電池、逆變器、電動(dòng)機(jī)等部件，高壓電纜需要傳輸更高的電流。根據(jù)系統(tǒng)組件的功率要求，電流可達(dá)到250A到450A，甚至更高。

03溫度

　　采用大電流傳輸?shù)慕Y(jié)果將導(dǎo)致高功耗和組件的發(fā)熱，因此高壓電纜必須設(shè)計(jì)承受更高的溫度范圍。相比之下，常規(guī)的燃油驅(qū)動(dòng)車(chē)輛通常使用電纜的額定溫度限值到105℃，除非電纜應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)艙或其它耐較高的溫度的區(qū)域。電動(dòng)汽車(chē)高壓電纜通常要高于通用燃油汽車(chē)的限值溫度，達(dá)到125℃或150℃。

　　電動(dòng)汽車(chē)內(nèi)如果通過(guò)的環(huán)路有其他影響因素，主機(jī)廠甚至?xí)岢龈叩哪透邷匾蟆Ｈ缗艢夤芨浇㈦姍C(jī)前面、電池背面等。

04工作壽命

　　汽車(chē)行業(yè)通常在指定的溫度等級(jí)電纜設(shè)計(jì)使用壽命為3000 h。在公認(rèn)的電纜標(biāo)準(zhǔn)如ISO 6722、ISO 14572中，此設(shè)定值通常用于長(zhǎng)期老化試驗(yàn)。在高壓應(yīng)用領(lǐng)域的客戶的特殊要求可能超過(guò)3000h，在規(guī)定的溫度累計(jì)運(yùn)行時(shí)間甚至達(dá)到至12000h。

05屏蔽效果

　　電動(dòng)汽車(chē)高壓電纜的本身并不需要屏蔽，因?yàn)椴幌裢S電纜那樣傳輸數(shù)據(jù)，但是需要防止或減少系統(tǒng)中的開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的高頻輻射通過(guò)電纜傳導(dǎo)到周邊關(guān)鍵設(shè)備部件。

　　和燃料驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛不同，控制電動(dòng)汽車(chē)的電機(jī)的多采用三相交流電，攜帶能量的電壓由不同頻率的信號(hào)符合而成，由于高頻率的脈沖具有陡峭的沿，所以會(huì)產(chǎn)生能量有很強(qiáng)的諧波發(fā)射到周邊區(qū)域。通過(guò)使用適當(dāng)?shù)钠帘畏椒ㄍ耆梢越鉀QEMI問(wèn)題，在某些情況下為滿足屏蔽效果的不同要求需要采用不同屏蔽類(lèi)型的組合。

06柔韌性

　　混合動(dòng)力汽車(chē)的開(kāi)發(fā)在許多情況下面臨的挑戰(zhàn)是，現(xiàn)有的系列平臺(tái)原來(lái)只設(shè)計(jì)裝載汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和它的組件的空間納入了更多的電氣組件。即使不考慮布線，空間的限制也必須綜合考慮。

　　同時(shí)，電纜和連接器通過(guò)路徑也需要空間。通常的后果是出現(xiàn)緊張的彎曲半徑，由于常規(guī)電纜固有的設(shè)計(jì)，高彎曲力難以克服。為了解決這個(gè)問(wèn)題，高壓電纜高柔韌性是至關(guān)重要的。只有比較柔韌的設(shè)計(jì)，通過(guò)電動(dòng)汽車(chē)內(nèi)部緊張的路徑才可以容易實(shí)現(xiàn)。

07耐彎曲

　　如果電動(dòng)汽車(chē)內(nèi)部電動(dòng)機(jī)位于靠近車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)部位，會(huì)導(dǎo)致連接的高壓電纜連續(xù)振動(dòng)，它要求被設(shè)計(jì)成能承受高的循環(huán)彎曲，以確保良好的彎曲耐力。

08標(biāo)識(shí)

　　因?yàn)楦唠妷簬?lái)應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)增加，各種標(biāo)準(zhǔn)均定義高壓電纜必須在視覺(jué)上與通用燃油車(chē)輛電纜區(qū)分，指定表面必須是鮮艷的橙色。同時(shí)也可以印刷警示內(nèi)容和特殊標(biāo)記，如“小心!高壓600V”、高電壓的閃電標(biāo)識(shí)等。

二電動(dòng)汽車(chē)高壓電纜標(biāo)準(zhǔn)

　　由于電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域高壓電纜應(yīng)用的特殊要求，現(xiàn)有的電纜標(biāo)準(zhǔn)不能有效的滿足系統(tǒng)應(yīng)用需求，必須建立新的標(biāo)準(zhǔn)，以滿足電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)生產(chǎn)廠商、電纜供應(yīng)商等多方的需求。

　　國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織——道路車(chē)輛技術(shù)委員會(huì)電氣電子分技術(shù)委員會(huì)車(chē)用電纜工作組(ISO/TC 22/SC 3/WG4)一直在進(jìn)行高壓電纜的標(biāo)準(zhǔn)化工作。ISO 6722上基于通用汽車(chē)的60V電纜標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂，修改為600V電纜的需求。但是其中大多要求還是很通用的，沒(méi)有考慮高壓電纜所需的特殊設(shè)計(jì)。再者ISO 14572 也作了類(lèi)似的修訂。

　　針對(duì)電壓高于600V高壓電纜的標(biāo)準(zhǔn)專門(mén)設(shè)立了ISO 17195標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，SAE將調(diào)整目前的高壓(額定600 V)規(guī)范SAE J1654 對(duì)高壓電纜的要求，標(biāo)準(zhǔn)中涵蓋從600到1000V的額定電壓，新創(chuàng)建尚未發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)SAE J2840將定義為屏蔽類(lèi)型的電纜。

　　目前，我國(guó)的高壓屏蔽電纜的國(guó)家汽車(chē)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)正在制定中，其額定電壓將達(dá)到1000V。

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