新能源汽车高压接线盒解决方案|Kaweei电动汽车高压接线盒技术

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目前,新能源汽车正在朝着高电压、大电流方向发展。一些高压系统可以承受高达800 V的电压和高达660 A的电流。如此大的电流和电压会产生电磁辐射,干扰其他电子元件的正常工作。

高压电线束有一些常用的屏蔽电磁干扰方法:

ððŸ1ðððŸ导体有自己的屏蔽层

以下是自带屏蔽层的单芯高压电线的结构示意图,通常由两层金属导电材料和两层绝缘材料组成,从里到外是芯线、绝缘层、屏蔽层、绝缘层。线芯通常由铜或铝制成,铜或铝是电流的载体。当电流通过线芯时,就会产生电磁干扰,而屏蔽层的作用是屏蔽电磁干扰,使电磁干扰从线芯开始,停止在屏蔽层,不会发出干扰其他电子设备。

常见的屏蔽层结构可以分为三种情况,

- 金属箔编织屏蔽‘

它通常由两部分组成:金属箔和编织屏蔽层。金属箔通常为铝箔,编织屏蔽层通常为镀锡铜线编织,覆盖率为-85%。‰金属箔主要用于防止高频干扰,编织屏蔽是为了防止低频干扰。高压电缆的屏蔽性能由传输阻抗和屏蔽衰减两部分组成,而束的屏蔽效率通常需要达到-60分贝。‰

有屏蔽层的导线在剥线时只需剥离绝缘层,然后卷曲端子,易于实现自动化生产。自带屏蔽层的线材一般采用同轴结构设计,如果要实现设备上两层绝缘的剥离处理,要求线材本身具有非常理想的同轴度,但在线材的实际生产过程中很难做到这一点,所以为了不在剥线时损坏线芯,有必要分开处理两层绝缘。此外,屏蔽层也需要进行一些特殊处理。对于自有屏蔽层的电线,线束加工制造过程涉及剥离、切割铝箔、切割屏蔽网、翻网、压接屏蔽环等多个步骤,如图3所示,每一步都需要增加设备和人工输入。此外,如果在处理屏蔽层时出现遗漏,导致屏蔽层与芯体接触,会造成严重的质量问题。

- 单编织屏蔽‘

这种高压电缆结构与上述编织屏蔽和金属箔结构相同,但屏蔽层仅使用编织屏蔽,没有使用金属箔,如下图所示。由于金属箔主要用于防止高频干扰,因此该结构对高频电磁干扰的屏蔽效果比编织屏蔽和金属箔差,应用范围不如编织屏蔽和金属箔屏蔽广泛,而且对于电线束生产过程来说,只是切割铝箔的步骤较少,而且整个生产过程没有得到很好的优化。

为了改善传统屏蔽方法带来的加工困难,一些学者正在研究一种由宽度为13~ 17毫米、厚度为0.1~ 0.15毫米、角度为30~50度、相互缠绕1.5~ 2.5毫米的高压电缆屏蔽。该盾牌仅使用金属箔,省去了切网、翻转网、按压盾牌环等步骤,大大简化了电线束生产工艺,降低了电线成本,节省了压接屏蔽环的设备投资。

·单个金属箔屏蔽‘

以上几种方法都是高压电线屏蔽层的设计。如果从降低成本、优化连接器设计和布线生产工艺的角度考虑,可以直接去除电线本身的屏蔽层,但对于整个高压系统,电磁兼容性必须考虑,所以有必要在其他地方添加具有屏蔽功能的元件。目前,高压电线束常见的解决方案是在电线外添加屏蔽套或在设备上添加过滤器。

(2)在电线外加屏蔽套;

这种屏蔽方法是通过电线外屏蔽套实现的。此时高压电线的结构只有绝缘层和导体。这种电线结构将为电线供应商降低成本;对于电线制造商来说,可以简化生产过程,减少设备投入;对于高压连接器的设计来说,由于需要考虑屏蔽环的设计,整个高压连接器的结构变得更简单。

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新能源汽车对汽车布线和连接器提出了不同甚至更高的要求。作为汽车零部件的重要组成部分,线束和连接器需要使用更多的线控技术来实现更高程度的智能驾驶控制。承载数字信号的控制束取代了传统的液压或线控部件,以实现更快、更准确的车辆控制,例如制动和转向。随着系统变得越来越复杂,车辆安全带更容易受到碰撞、摩擦、各种溶剂等外部环境侵蚀和短路等故障,因此安全带的安全性和耐久性也是其需要满足的重要性能之一。

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