Montaje de cables de alta tensión para vehículos eléctricos

Montaje de cables de alta tensión para vehículos eléctricos

• 2025-03-03 09:08:33
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III. Estandarización de los cables de vehículos eléctricos

En respuesta a los desafíos y requisitos anteriores para los cables de alta tensión para aplicaciones de vehículos eléctricos, es necesario establecer nuevos estándares de cableado para satisfacer las necesidades de los proveedores, fabricantes de arneses y OEM.

El Grupo de Trabajo sobre Cables de Vehículos del Subcomité Técnico Eléctrico y Electrónico de la Organización Internacional para la Normalización del Comité Técnico para Vehículos de Carretera (ISO / TC 22 / SC 3 / WG4) está realizando este trabajo.

Como se ve en ISO 6722, la norma basada en los cables comunes de 60V se ha revisado para satisfacer las necesidades de los cables de 600V. Sin embargo, dado que la mayoría de sus requisitos siguen siendo muy generales y a menudo no tienen en cuenta el diseño especial requerido para los cables de alta tensión, se ha realizado una revisión similar a la ISO 14572.

La estandarización de cables de alta tensión para voltajes superiores a 600 V fue objeto de un grupo de trabajo sobre cableado automotriz, ISO 17195. El número estándar fue ISO 17195, que más tarde se fusionó en el nuevo programa de normas ISO 19642 como parte de la serie de normas ISO 19642-X.

SAE ha adaptado la especificación actual de alta tensión (600 V nominal) SAEJ1654 a los requisitos de los cables de alta tensión y para cubrir voltajes nominales de 600 a 1.000 V. La norma SAE J2840 recién creada y publicada define los cables como tipos blindados.

LV es la especificación de adquisición común de las cinco principales compañías automotrices alemanas y ha introducido el estándar LV 216 para cables de alta tensión para vehículos eléctricos con una tensión nominal de 600 V. Cubre tanto cables blindados de núcleo único como de núcleo múltiple.

El estándar nacional de la industria automotriz de China para cables blindados de alto voltaje se ha lanzado e implementado, y su voltaje nominal alcanzará DC1500V / AC1000 V. El número estándar es QC / T1037-2016.

IV. Diseño de estructura de cable de alto voltaje para vehículos eléctricos

Los productos estándar y los requisitos de grudlucirv son difíciles de definir. El propósito de este documento es abordar las ideas básicas de diseño para superar los desafíos descritos anteriormente mediante la aplicación de principios avanzados de estructura de cable de alta tensión.

1 Diseño del conductor

La flexibilidad de los cables de alta tensión está determinada principalmente por el diseño del conductor. Es por eso que los cables de alta tensión utilizan conductores especiales con un gran número de monofilamentos de diámetro muy pequeño. Un cierto número de monofilamentos primero se enredan y luego se vuelven a enredar concéntricamente para formar el conductor flexible requerido para los cables de alta tensión.

Otra ventaja de la gran cantidad de hebras es una mejor resistencia a la flexión. El paso más corto de las hebras también mejora la vida de flexión de los cables de alto voltaje.

2 Materiales de aislamiento

Los materiales de aislamiento se seleccionan principalmente por los requisitos de resistencia al calor y resistencia mecánica. En comparación con los cables de batería estándar, es razonable elegir materiales más blandos para que los conductores encadenados especialmente diseñados sigan siendo flexibles.

3 Formación de cables

Los cables con núcleos múltiples generalmente necesitan encadenar el núcleo del cable. Para compensar la deformación causada por el varamiento de los núcleos de los cables de alta tensión, se requiere un equipo especial para el llamado de-torsión. En este proceso, las máquinas de encadenamiento especiales están equipadas con un carrete de pago que gira en dirección opuesta a la dirección de encadenamiento. Esto es necesario para prevenir la deformación de la tensión del cable.

Dependiendo de la construcción del cable, el relleno se utiliza generalmente para garantizar un alto grado de concentricidad del cable blindado y, en última instancia, para obtener un cable de alto voltaje satisfactorio. El uso de cinta de envoltura en el núcleo del cable encallado mantiene la flexibilidad del cable.

4 Escudo

Debido a los requisitos de EMC (Compatibilidad Electromagnética), se forma un escudo trenzado utilizando múltiples cables de cobre. El alambre de cobre estañado lo hace más resistente a las influencias ambientales, como la oxidación. El uso de cables de cobre delgados mantiene la flexibilidad del diseño, y el blindaje necesita tener una cobertura de más del 90% para superar los problemas de EMI descritos anteriormente.

Para diferentes necesidades de eficacia de blindaje, el blindaje trenzado se puede combinar con varios otros tipos de blindaje, como la película compuesta de aluminio. escudos

Una tela no tejida se puede envolver alrededor del escudo para garantizar que la vaina se pueda quitar fácilmente durante el montaje.

5 El Sheathing

Al igual que con el aislamiento del núcleo, el material de la funda se selecciona de acuerdo con los requisitos térmicos y mecánicos. Las propiedades ambientales, como la resistencia a los líquidos y la abrasión, también son particularmente importantes para la vaina debido al contacto directo. Estas propiedades dependen principalmente del tipo de material de vaina seleccionado y, en cierta medida, del diseño de la construcción de la vaina.

Si los requisitos especiales, como la superación de la abrasión por el entorno del vehículo en el que se instala, requieren una mayor resistencia a la abrasión, esto debe tenerse en cuenta al seleccionar el material. Se utilizan diez equipos de prueba para simular condiciones del mundo real para verificar estas propiedades.

La elección de materiales más blandos se beneficia de la flexibilidad, lo que puede conducir a una menor resistencia a la abrasión en cables de alta tensión. La chaqueta extrudada debe ser de un color naranja brillante de acuerdo con las especificaciones pertinentes, y también se pueden agregar marcas especiales de advertencia de alto voltaje de acuerdo con las regulaciones.

V. Características y optimización de los cables de alta tensión para vehículos eléctricos

Un diseño perfectamente complejo y el uso de materiales de alta calidad conducirán a costos caros de cable. La experiencia ha demostrado que los cables de alta tensión específicos a menudo se pueden adaptar mediante la optimización de la sección transversal, los requisitos de temperatura, la flexibilidad y el efecto de blindaje. Se puede lograr un ahorro de peso y costos, y se pueden evitar componentes sobredimensionados y excesivos.

1. Optimización de la sección transversal y calificación de temperatura

La selección de cab les se basa principalmente en la temperatura ambiente y las especi ficaciones de corri ente de transm isión . En este sentido , las características más importantes son las€œ C able - se cción trans vers al€ Y el€œ clase tér mica del material utilizado en el cable€.

La caída de voltaje en el conductor se transforma en calor al calentar el conductor del cable de alto voltaje. Este calor se puede transferir parcialmente al medio ambiente, lo que resulta en una temperatura de funcionamiento más baja del conductor. Los gradientes de temperatura más bajos pueden transferir menos calor. Los cables con corrientes de carga continua pueden

soportar las temperaturas más altas. Esta temperatura puede provocar el deterioro de los materiales utilizados.

El desafío para los diseñadores de cables es diseñar el cable más adecuado para la aplicación: el exceso de tamaño de los conductores puede conducir a un aumento del costo y el peso con diámetros exteriores más grandes. En el peor de los casos, la consideración de la corriente de carga más alta posible y la temperatura ambiente conducirá al uso de cables de gran sección transversal con materiales resistentes a altas temperaturas como los materiales de organofluoruro o silicona.

Determinar la relación entre la corriente y la temperatura ambiente de carga tiene sentido desde un punto de vista técnico y económico. Se deben tener en cuenta los picos de corriente dinámica periódica de una unidad real, lo que permite una definición razonable de la corriente de carga y la corriente de pico en el peor caso.

Un requisito para un buen diseño es el conocimiento de las condiciones básicas, por ejemplo, La temperatura ambiente y la carga del cable deben determinarse en primer lugar En general, los cables de alta tensión de gran sección transversal tienen una gran inercia en términos de variaciones de temperatura, de modo que los picos de corriente durante la aceleración o desaceleración de un vehículo no conducen a una gran influencia en la temperatura del conductor. A veces se permiten picos de temperatura a corto plazo incluso si se superan en las clases de temperatura del cable definidas anteriormente.

La capacidad de un cable de alta tensión para manejar estos picos generalmente se define por el rendimiento de sobrecarga térmica de la clase de temperatura definida del cable. Por lo tanto, los cables no necesitan ser diseñados para temperaturas de funcionamiento más altas, y no es necesario utilizar cables que excedan la temperatura de funcionamiento especificada. La corriente de carga residente, así como el pulso único o la serie de pulsos, se pueden considerar junto con varios parámetros, como la temperatura ambiente.

Una combinación de los fundamentos teóricos y la experiencia adquirida en la práctica hace posible identificar, ver y obtener cables de alta tensión optimizados para la aplicación.