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新能源汽車線束布置方案及EMC防護(hù)

作者:鑫誠線束科技 瀏覽量:405 來源:http://www.anninghy.com 時(shí)間:2023-08-27 11:28:46

信息摘要:

新能源汽車線束布置方案及EMC防護(hù)為了響應(yīng)國家節(jié)能減排的號召,各大汽車生產(chǎn)廠家分別推出了不同類型的新能源汽車,并應(yīng)用了先進(jìn)的制造技術(shù),將汽車的動力來源由傳統(tǒng)燃料轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。整車高壓線束的設(shè)計(jì)和應(yīng)用方案主要涉及線束的走向問題、路徑的選擇方式、高壓連接器的種類、充電口的選擇、屏蔽設(shè)計(jì)、線槽設(shè)計(jì)等。


  新能源汽車線束布置方案及EMC防護(hù)


  為了響應(yīng)國家節(jié)能減排的號召,各大汽車生產(chǎn)廠家分別推出了不同類型的新能源汽車,并應(yīng)用了先進(jìn)的制造技術(shù),將汽車的動力來源由傳統(tǒng)燃料轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。整車高壓線束的設(shè)計(jì)和應(yīng)用方案主要涉及線束的走向問題、路徑的選擇方式、高壓連接器的種類、充電口的選擇、屏蔽設(shè)計(jì)、線槽設(shè)計(jì)等。

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  1線束設(shè)計(jì)方案


  1.1高壓線束設(shè)計(jì)方案


  高壓線束能夠?yàn)樾履茉雌囂峁└邏簭?qiáng)電,其在線束設(shè)計(jì)中有著極其重要的意義。設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)遵循以下原則。


  第一,對于線束的走向和路徑設(shè)計(jì)。高壓線束設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)采用雙軌制,此時(shí)運(yùn)行系統(tǒng)能夠產(chǎn)生的高壓電已經(jīng)超過人體的承受范圍,車身不能被當(dāng)做整車搭鐵點(diǎn)。


  第二,對于連接器的選型。連接器主要連接高壓電流,并且要負(fù)責(zé)高壓回路運(yùn)行中的人機(jī)安全,因此設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)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,對于屏蔽設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)選用屏蔽性能較好的高壓線,并且要將屏蔽網(wǎng)直接包裹在高壓線的內(nèi)部,在安裝連接器時(shí)則需要保證屏蔽層的完全連接。


  此外,設(shè)計(jì)人員可以從以下方面著手高壓線束的設(shè)計(jì)工作:負(fù)載線路的額定值,電線導(dǎo)體的實(shí)際溫度,線束結(jié)束工作后周邊空氣的溫度,導(dǎo)線通電時(shí)給通電率帶來的影響,成捆線束電流的折減系數(shù)。


  1.2低壓線束設(shè)計(jì)方案


  該設(shè)計(jì)方案主要可以分為以下幾個(gè)步驟:


  一是設(shè)計(jì)線束的走向途徑;


  二是選擇線路的固定卡扣;


  三是進(jìn)行屏蔽設(shè)計(jì);


  四是選擇連接器。


  基于此設(shè)計(jì)方案的低壓線束,不但具備傳統(tǒng)汽車的功能,還能實(shí)現(xiàn)電控單元模塊的功能。


  在整體設(shè)計(jì)過程中,設(shè)計(jì)人員要著重考慮高壓線束對其產(chǎn)生的干擾,遵循給不同信號源配置不同低壓導(dǎo)線的原則。高壓連接器主要可以分為屏蔽型和非屏蔽型兩種。非屏蔽型連接器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較簡單,節(jié)約了屏蔽功能的安裝成本,可以應(yīng)用在不需要屏蔽功能的部位上,如充電回路、控制器內(nèi)部、具有金屬外殼的電器上。屏蔽型連接器則與之相反,適合應(yīng)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高低壓線束布置方案


  這一布置方案主要涉及以下幾個(gè)環(huán)節(jié)。發(fā)動機(jī)艙,其線束布置方案屬于全車型,是設(shè)計(jì)工作的難點(diǎn)和重點(diǎn),集中了驅(qū)動電機(jī)、PDU等設(shè)備的連接線束;駕駛室,此環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)針對傳統(tǒng)車輛的布置結(jié)構(gòu)而言;行李艙,涉及到高壓線、電池控制系統(tǒng)、車載系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)的線束單元。


  2低壓線束布置方案中屏蔽導(dǎo)線的選擇及案例分析


  2.1分層式布線


  當(dāng)?shù)蛪壕€束處于高頻信號時(shí),設(shè)計(jì)人員要選擇雙絞線和箔層屏蔽層;當(dāng)?shù)蛪壕€束處于低頻信號時(shí),設(shè)計(jì)人員要選擇雙絞線和編制層屏蔽層。


  為了減少高壓線束對強(qiáng)電流輸送的干擾,規(guī)避低壓線束對控制單元的電磁干擾風(fēng)險(xiǎn),現(xiàn)對純電動車進(jìn)行高壓線束和低壓線束的分層式布線設(shè)計(jì),并且保證低壓線束在高壓線束底部的20cm左右。經(jīng)過試車實(shí)驗(yàn),此設(shè)計(jì)方案能夠減緩強(qiáng)電工作干擾。


  2.2并列式布線


  此方案比較適用于混合型新能源汽車,設(shè)計(jì)人員將高壓線束連接到單元布線范圍,使其與發(fā)動機(jī)的線束裝置并列,讓整體運(yùn)行系能夠避免來自高壓線束供電電磁干擾的影響。


  2.3案例分析


  案例一,電機(jī)溫度感應(yīng)器的信息匯報(bào)錯誤。原因分析:此時(shí)運(yùn)行系統(tǒng)的高壓線呈環(huán)狀分布,溫度感應(yīng)器的分支線束能夠直接通過高壓區(qū)域,高壓環(huán)境中產(chǎn)生的電磁干擾將會影響感應(yīng)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn),進(jìn)而顯示錯誤信息。


  解決方式:改變高壓線的走向,在其中應(yīng)用分層式布線方式,選擇編織式屏蔽導(dǎo)線。


  案例二,電池包導(dǎo)致的高壓線磨損。原因分析:電池包在運(yùn)行系統(tǒng)中的位置固定不變,因此高壓線一直位于車身底盤之下,導(dǎo)致行車磨損。


  解決方式:應(yīng)用彎管成型方式,將高壓線穿至金屬導(dǎo)管后的壓接插件中,使其在導(dǎo)線通過部位呈現(xiàn)出彎曲結(jié)構(gòu)。


  3新能源車輛的EMC防護(hù)


  3.1整車EMC防護(hù)的電源分配方案


  無論是純電動車還是混合型汽車,采用的都是動力電源供電的方式,以此為汽車提供運(yùn)行能源。如何在整車EMC防護(hù)設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)高壓線束應(yīng)用,是眾多設(shè)計(jì)人員面臨的一項(xiàng)難題。在整車EMC防護(hù)設(shè)計(jì)中可以看出,輻射傳導(dǎo)設(shè)計(jì)是其中的重點(diǎn)研究方向,因此設(shè)計(jì)人員在方案開始初期,就應(yīng)當(dāng)考慮這一因素。


  整車范圍的設(shè)計(jì)首先需要考慮各個(gè)零部件是否符合EMC標(biāo)準(zhǔn),隨后用線束將汽車運(yùn)行系統(tǒng)中的各個(gè)控制單元連接在一起,再應(yīng)用固定的防護(hù)方式將供電回路與接地點(diǎn)連接在一起,進(jìn)而完成防護(hù)電源的配置工作。


  3.2整車EMC防護(hù)的線束設(shè)計(jì)方案


  線束設(shè)計(jì)需要滿足汽車整體布局和人機(jī)建設(shè)工程的需求,對布置在底盤部分的高壓線束,設(shè)計(jì)人員需要應(yīng)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,并采用塑料線槽或金屬彎管的形式提高線束的安全程度,切實(shí)考慮線槽設(shè)計(jì)方式的可實(shí)施性,利用分槽設(shè)計(jì)方式將高壓線束固定在車底板處。


  在線束制造材料選擇上,為了避免電磁波的干擾,設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)選擇雙絞線,并將雙絞線的線路回路布置在系統(tǒng)中其他線束的最外側(cè)。整車線束傳導(dǎo)和發(fā)射的大多數(shù)電流都和電源線有關(guān)。因此,設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行EMC防護(hù)線束設(shè)計(jì)時(shí),需要遵守以下幾點(diǎn)注意事項(xiàng):處理好電源的開關(guān)部分,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)先考慮環(huán)路控制方式;如果電路系統(tǒng)中涉及敏感信號,需要選擇屏蔽線纜進(jìn)行傳輸,在其屏蔽層中做好全方位的搭接處理工作;如果信號線纜與高壓網(wǎng)路和強(qiáng)干擾信號之間的距離較遠(yuǎn),需要對耦合布線進(jìn)行合理配置;做好濾波器的相關(guān)工作,減少系統(tǒng)引線存在的電感;在線纜設(shè)計(jì)中要保持足夠的信地比例,且設(shè)計(jì)人員需要分析設(shè)計(jì)過程中可能出現(xiàn)的問題,盡早做出合理安排和配置。設(shè)計(jì)人員盡快對上述問題進(jìn)行分析和解答,就能盡早規(guī)避后期設(shè)計(jì)存在的風(fēng)險(xiǎn)。


  4結(jié)語


  通過對新能源汽車線束設(shè)計(jì)方案的配置以及對EMC防護(hù)方式的研究,有效減少了強(qiáng)電線束運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的干擾,并且在搭載臺實(shí)驗(yàn)和實(shí)車實(shí)驗(yàn)中,設(shè)計(jì)人員在不斷對線束配置方式進(jìn)行優(yōu)化。目前,應(yīng)用在新能源汽車中的線束設(shè)計(jì)方式和EMC防護(hù)措施,已經(jīng)得到了業(yè)界人士的廣泛認(rèn)可。


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