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?。如排氣管附近、電機(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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