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新能源汽車線束布置方案及 EMC 防護

發(fā)布日期: 2024-06-12 點擊率: 7339

1 線束設計方案

1.1 高壓線束設計方案

高壓線束能夠爲新能源汽車提供高壓強電,其在線束設計中有著(zhe)極其重要的意義。設計過程中應當遵循以下原則。,對於線束的走向和路徑設計。高壓線束設計應當採用雙軌制 ,此時運行系統能夠産生的高壓電已經超過人體的承受範圍,車身不能被當做整車搭鐵點。第二,對於連接器的選型。連接器主要連接高壓電流,並(bìng)且要負責高壓回路運行中的人機安全,因此設計人員應當選擇耐高壓 、防水效果好、屏蔽層連接緊密的高壓連接器。第三,對於屏蔽設計。設計人員應當選用屏蔽性能較好的高壓線,並(bìng)且要将屏蔽網直接包裹在高壓線的内部,在安裝連接器時則需要保證屏蔽層的完全連接。

此外,設計人員可以從以下方面著(zhe)手高壓線束的設計工作:負載線路的額定值,電線導體的實際溫度,線束結束工作後周邊(biān)空氣的溫度,導線通電時給通電率帶來的影響,成捆線束電流的折減系數。

1.2 低壓線束設計方案

該設計方案主要可以分爲以下幾個步驟:一是設計線束的走向途徑;二是選擇線路的固定卡扣;三是進行屏蔽設計;四是選擇連接器。基於(yú)此設計方案的低壓線束 ,不但具備傳統汽車的功能,還能實現電控單元模塊的功能。在整體設計過程中,設計人員要著(zhe)重考慮高壓線束對其産生的幹擾,遵循給不同信号源配置不同低壓導線的原則。

高壓連接器主要可以分爲屏蔽型和非屏蔽型兩種。非屏蔽型連接器的内部結構比較簡單(dān),節約瞭(le)屏蔽功能的安裝成本,可以應用在不需要屏蔽功能的部位上,如充電回路、控制器内部、具有金屬外殼的電器上。屏蔽型連接器則與之相反,适合應用在高壓線束連接這種要求具有屏蔽功能的部位上。任意一款連接器都需要具有防水功能,連接的位置不同,選用連接器的防水等級也不同 。

1.3 高低壓(yā)線(xiàn)束布置方案

這一布置方案主要涉及以下幾個環節 。發動機艙,其線束布置方案屬於(yú)全車型,是設計工作的難點和重點,集中瞭(le)驅動電機、PDU 等設備的連接線束;駕駛室,此環節的設計針對傳統車輛的布置結構而言;行李艙,涉及到高壓線、電池控制系統、車載系統等結構的線束單元。

2 低壓線(xiàn)束布置方案中屏蔽導(dǎo)線(xiàn)的選擇及案例分析

2.1 分層式布線

當低壓線束處於(yú)高頻信号時,設計人員要選擇雙絞線和箔層屏蔽層;當低壓線束處於(yú)低頻信号時,設計人員要選擇雙絞線和編(biān)制層屏蔽層。

爲瞭(le)減少高壓線束對強電流輸送的幹擾,規避低壓線束對控制單元的電磁幹擾風險,現對純電動車進行高壓線束和低壓線束的分層式布線設計,並(bìng)且保證低壓線束在高壓線束底部的 20cm 左右。經過試車實驗,此設計方案能夠減緩強電工作幹擾 。

2.2 並列式布線

此方案比較适用於(yú)混合型新能源汽車,設計人員将高壓線束連接到單元布線範圍,使其與發動機的線束裝置並(bìng)列,讓整體運行系能夠避免來自高壓線束供電電磁幹擾的影響。

2.3 案例分析

案例一,電機溫度感應器的信息彙報(bào)錯誤 。原因分析:此時運行系統的高壓線呈環狀分布,溫度感應器的分支線束能夠直接通過高壓區域,高壓環境中産生的電磁幹擾将會影響感應器的正常運轉,進而顯示錯誤信息。解決方式:改變高壓線的走向 ,在其中應用分層式布線方式,選擇編(biān)織式屏蔽導線。

案例二,電池包導緻的高壓線磨損。原因分析:電池包在運行系統中的位置固定不變(biàn),因此高壓線一直位於(yú)車身底盤之下,導緻行車磨損。解決方式:應用彎管成型方式,将高壓線穿至金屬導管後的壓接插件中,使其在導線通過部位呈現出彎曲結構。

3 新能源車(chē)輛的 EMC 防護(hù)

3.1 整車(chē) EMC 防護的電(diàn)源分配方案

無論是純電動車(chē)還是混合型汽車(chē),採(cǎi)用的都是動力電源供電的方式,以此爲汽車(chē)提供運行能源。如何在整車(chē) EMC防護設計中實現高壓線束應用,是衆多設計人員面臨的一項難題。在整車(chē) EMC 防護設計中可以看出,輻射傳導設計是其中的重點研究方向,因此設計人員在方案開始初期,就應當考慮這一因素。

整車(chē)範圍的設計首先需要考慮各個零部件是否符合 EMC标準,随後用線束将汽車(chē)運行系統中的各個控制單(dān)元連接在一起,再應用固定的防護方式将供電回路與接地點連接在一起,進而完成防護電源的配置工作。

3.2 整車(chē) EMC 防護(hù)的線束設計方案

線束設計需要滿足汽車整體布局和人機建設工程的需求,對布置在底盤部分的高壓線束,設計人員需要應用特殊的配置方式,充分考慮車輛的涉水深度、底盤的磨損率、泥沙飛濺的情況等因素,並(bìng)採(cǎi)用塑料線槽或金屬彎管的形式提高線束的安全程度,切實考慮線槽設計方式的可實施性,利用分槽設計方式将高壓線束固定在車底闆處。

在線束制造材料選擇上,爲瞭(le)避免電磁波的幹擾,設計人員應當選擇雙絞線,並(bìng)将雙絞線的線路回路布置在系統中其他線束的最外側。整車線束傳導和發射的大多數電流都和電源線有關。因此,設計人員在進行 EMC 防護線束設計時,需要遵守以下幾點注意事項:處理好電源的開關部分,在結構設計中優先考慮環路控制方式;如果電路系統中涉及敏感信号,需要選擇屏蔽線纜進行傳輸,在其屏蔽層中做好全方位的搭接處理工作;如果信号線纜與高壓網路和強幹擾信号之間的距離較遠,需要對耦合布線進行合理配置;做好濾波器的相關工作,減少系統引線存在的電感;在線纜設計中要保持足夠的信地比例,且設計人員需要分析設計過程中可能出現的問題,盡早做出合理安排和配置。設計人員盡快對上述問題進行分析和解答,就能盡早規避後期設計存在的風險。

4 結語

通過對新能源汽車線束設計方案的配置以及對 EMC防護方式的研究,有效減少瞭強電線束運行時産生的幹擾,並且在搭載台實驗和實車實驗中,設計人員在不斷對線束配置方式進行優化。目前,應用在新能源汽車中的線束設計方式和 EMC 防護措施,已經得到瞭業界人士的廣泛認可。

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