電纜寶(m.86930.cn)小編發(fā)現(xiàn)很多行業(yè)同仁對電動汽車高壓電纜與充電電纜的區(qū)別有疑問。本文就從電動汽車高壓電纜標(biāo)準方面來談?wù)勥@兩者的區(qū)別。其實在充電樁產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,電纜一般分為兩大類:一類是以電動汽車內(nèi)部為代表的電纜,包含高壓線與低壓線,另一類是充電樁的線。下面具體探討下。
電動汽車高壓電纜簡介
電動汽車主要包括三類,即純電動汽車,混合動力汽車和燃料電池汽車。純電動汽車和燃料電池汽車是完全由一個電動馬達驅(qū)動的,而混合動力汽車結(jié)合內(nèi)燃機與電動機,在加速和低速條件下內(nèi)燃機的效率不高時由電動機支持。
他們共同的特點是使用高達600V的或更高的驅(qū)動電壓,涉及到布線,他們都有著相同的基本要求,既是在EMI(電磁干擾)保護系統(tǒng)下的安全傳輸高的電流和電壓。
作為高壓電纜是用于連接高電壓電池、逆變器、空調(diào)壓縮機、三相發(fā)電機和電動機,實現(xiàn)動力電能的傳輸。
電動汽車的基本原理似乎很簡單。但深入分析,系統(tǒng)的制造商正在面臨著一系列的挑戰(zhàn)需要克服。對電動汽車高壓電纜,其柔韌性,屏蔽,安全,尺寸等項目提出了新的技術(shù)要求,因為這些會影響大電流和高電壓的組件的布線。而面對每一個可能的動力系統(tǒng)不同的技術(shù)要點,對所需的組件也提出了不同的特殊要求。
需要說明的是電動汽車的高壓系統(tǒng)并不是典型的高壓系統(tǒng),相關(guān)術(shù)語如“高電壓”和“高電流”必須僅限定在汽車領(lǐng)域范圍內(nèi),和常規(guī)汽車的低壓系統(tǒng)相對而言。
在其他領(lǐng)域參照系統(tǒng)則采用完全不同的標(biāo)準,如電力領(lǐng)域高電壓定義起步就是幾千伏水平。(電纜寶--保產(chǎn)品品質(zhì)、保錢貨安全、保交易公平--m.86930.cn)
電動汽車高壓電纜標(biāo)準
針對上述的電動汽車應(yīng)用的高壓電纜的挑戰(zhàn)和要求,有必要建立新的電纜標(biāo)準,以滿足供應(yīng)商、線束廠以及主機廠的需要。
國際標(biāo)準化組織道路車輛技術(shù)委員會電氣電子分技術(shù)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,基于常見的60 V電纜標(biāo)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(shè)計。ISO 14572 也作了類似的修訂。
目前電壓高于600V高壓電纜的標(biāo)準化是各工作組的一個課題。標(biāo)準號是ISO 17195。
SAE將調(diào)整目前的高壓(額定600 V)規(guī)范SAE J1654 對高壓電纜的要求,并涵蓋從600 到1000 V的額定電壓,新創(chuàng)建尚未發(fā)布的標(biāo)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(guī)范,目前推出了額定電壓600 V的電動汽車高壓電纜標(biāo)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(yè)標(biāo)準正在制定中,其額定電壓將達到1000 V。(電纜寶--保產(chǎn)品品質(zhì)、保錢貨安全、保交易公平--m.86930.cn)
電動汽車高壓電纜顏色
根據(jù)相關(guān)規(guī)范中規(guī)定,擠出外套應(yīng)是一個鮮艷的的橙色,根據(jù)規(guī)定也可以添加特殊的警示高壓的標(biāo)記。
電動汽車高壓電纜標(biāo)準對電纜的要求
1. 電壓
和常規(guī)汽車電纜的基本差異是結(jié)構(gòu)需要按額定電壓600 V設(shè)計,而如果在商用車和公共汽車上使用,額定電壓可高達1000 V。相比之下,甚至更高。目前由內(nèi)燃機驅(qū)動的汽車使用的電纜被設(shè)計為額定電壓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(PLOSS= I2×R)。
2. 電流
由于電纜連接電池,逆變器和電動機,高壓電纜需要傳輸高電流。根據(jù)系統(tǒng)組件的功率要求,電流可達到250A到450A。這么高的電流在常規(guī)驅(qū)動的車輛上是很難找到的。
3. 溫度
高電流傳輸?shù)慕Y(jié)果導(dǎo)致高功耗和組件的加熱。因此高壓電纜設(shè)計為承受較高的溫度。目前可以看出對溫度要求有進一步增加的趨勢。
相比之下,目前的車輛通常使用電纜的額定溫度到105℃就足夠了,只要是電纜不是用在發(fā)動機艙或其它耐較高的溫度的區(qū)域。電動汽車高壓電纜通常要高于這個溫度,如125℃或150℃。
電動汽車內(nèi)如果通過的路由不利,主機廠甚至?xí)岢龈叩哪透邷匾?。如排氣管附近,電機前面,電池背面等。
4. 工作壽命
汽車行業(yè)通常在指定的溫度等級電纜設(shè)計使用壽命為3000 h。在公認的電纜標(biāo)準(如ISO 6722、ISO 14572),此值通常用于長期老化試驗。在高壓應(yīng)用領(lǐng)域的客戶的特殊要求可能超過3000 h,在規(guī)定的溫度累計運行時間甚至達到至12000 h。
5. 屏蔽效果
高壓電纜的本身并不需要屏蔽,因為不像同軸電纜那樣傳輸數(shù)據(jù),但是需要防止或減少系統(tǒng)中的開關(guān)電源產(chǎn)生的高頻輻射通過電纜誘導(dǎo)到周邊部件。
和燃料驅(qū)動的車輛不同,控制電動汽車的電機的三相交流電成為必須。攜帶能量的正弦電壓相當(dāng)于不同頻率的方波脈沖信號。由于高頻率的脈沖具有陡峭的沿,所以會產(chǎn)生能量很強的諧波發(fā)射到周邊區(qū)域。
通過使用適當(dāng)?shù)钠帘畏椒ㄍ耆梢越鉀QEMI問題。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。
6. 柔韌性
混合動力汽車的開發(fā)在許多情況下面臨的挑戰(zhàn)是,現(xiàn)有的系列平臺原來只設(shè)計裝載汽油發(fā)動機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,空間的限制可以預(yù)計。
此外,電纜和連接器通過路由也需要空間。通常的后果是導(dǎo)致緊張的彎曲半徑。
由于常規(guī)電纜固有的設(shè)計,高彎曲力難以克服。為了解決這個問題,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,通過車輛的路由才可以容易實現(xiàn)。
7. 耐彎曲
如果電動機位于靠近車輛的運動部位,然后導(dǎo)致連接的高壓電纜連續(xù)振動,它要求被設(shè)計成能承受高的循環(huán)彎曲,以確保良好的彎曲耐力。
8. 標(biāo)識
因為高電壓帶來應(yīng)用風(fēng)險增加,各種標(biāo)準均定義高壓電纜必須在視覺上與普通汽車電纜區(qū)分,指定表面必須是鮮艷的橙色。同時也可以印刷警示內(nèi)容和特殊標(biāo)記,如“小心!高壓600V”、高電壓的閃電標(biāo)識等。
電動汽車高壓電纜與充電電纜的區(qū)別
汽車高壓電纜與充電電纜的區(qū)別,細數(shù)一下,共有10點:敷設(shè)不同、耐熱不同、對EMI要求不同、保護措施不同、物理性能要求不同、耐化性能不同、尺寸要求不同、顏色要求不同、電纜芯數(shù)不同、國際標(biāo)準不同。
一、敷設(shè)不同
電纜敷設(shè)一般是指電纜從配電箱出來以后到達用電設(shè)備或另一個配電箱的走線方式。電纜敷設(shè)方式是根據(jù)不同環(huán)境條件性質(zhì)而變化的。
汽車高壓電纜屬于固定敷設(shè),只是個別點靜態(tài)彎曲半徑很小;充電電纜屬于移動敷設(shè),動態(tài)彎曲半徑小。
二、耐熱不同
汽車高壓電纜耐熱越高越好,耐熱越高,載流量越大,所以起步就是125度,高的有180度(硅橡膠),200度(氟橡膠);充電電纜一般暴露在外部,不能太熱,最高不要超過70度,否則會造成燙傷。
三、對EMI要求不同
首先介紹一下EMI、EMC。
電磁兼容(EMC)是對電子產(chǎn)品在電磁場方面干擾大小(EMI)和抗干擾能力(EMS)的綜合評定,是產(chǎn)品質(zhì)量最重要的指標(biāo)之一,電磁兼容的測量由測試場地和測試儀器組成。
汽車高壓電纜為了不影響車內(nèi)通信控制功能,對EMI要求很高,必須符合汽車的EMC標(biāo)準;充電時車是停下的,充電電纜不需要滿足汽車的EMC標(biāo)準,只需要滿足相關(guān)環(huán)境的EMC標(biāo)準,如加油站,住宅小區(qū)的有關(guān)標(biāo)準。
四、保護措施不同
汽車高壓電纜周圍要采取必要的保護措施;充電電纜沒有保護措施,要承受各種沖擊和紫外線暴曬。
五、物理性能要求不同
汽車高壓電纜需要符合汽車的耐磨要求;充電電纜要符合移動電纜的抗碾壓要求。
六、耐化性能不同
汽車高壓電纜要耐受汽車上能接觸的各種液體;充電電纜要耐受汽車外生活環(huán)境的各種液體。
七、尺寸要求不同
汽車高壓電纜受空間限制,對尺寸要求嚴格,要求尺寸越小越好;充電電纜沒有尺寸限制,可以做的更粗更大。
八、顏色要求不同
國際上規(guī)定汽車高壓電纜的顏色為橙色;對充電電纜顏色沒有要求。
九、電纜芯數(shù)不同
汽車高壓電纜為了便于敷設(shè),通常以單芯為主;充電電纜通常是一根多芯綜合電纜,既有高壓主線,又有地線,還有低壓信號線,甚至還有通信雙效線(CAN)。
十、國際標(biāo)準不同
汽車線國際標(biāo)準由ISO組織負責(zé)制定;充電線國際標(biāo)準歸IEC組織負責(zé)制定。
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