一站式(shì)精密五金件(jiàn)加工製造(zào)
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汽車線束整體可分(fèn)為低壓線束和高壓線(xiàn)束兩種,傳統燃油汽車主要采用低壓(yā)線束,新能源汽車(chē)主要使用高壓線束,高壓線束可以根據(jù)不同的電壓等級配(pèi)置(zhì)於電動汽車內部(bù)及外部線束連接。主要應用配電(diàn)盒內部線(xiàn)束信號分配,高效優質地傳(chuán)輸電能,屏蔽外界信號幹擾等,高壓線(xiàn)束是(shì)新能源汽車高壓係統(tǒng)的(de)神經網(wǎng)絡,非常重要,今天我們一起聊聊,什麽是(shì)新(xīn)能源汽車高壓線束?
新能源汽車高(gāo)壓線束主要由連接器、端子(zǐ)、電(diàn)線、覆蓋物(wù)等零件組成。新能源汽(qì)車高(gāo)壓線束可以根(gēn)據不同(tóng)的電壓等級配置於電動汽車內(nèi)部及外部線(xiàn)束連接。主要應用配電盒內部線束信號分配,高效優質地傳輸(shū)電能,屏蔽外界信號幹擾。由於車內高壓線束具有大電壓/大電(diàn)流、大線徑導線數量多等特點,線束的(de)設計麵臨布線、安全、屏蔽、重量(liàng)和成本等挑戰。
序號
材料名詞
英文(wén)簡稱
1
高壓(yā)連接器
Connector
2 端子
Terminal
3 電線
Cable
4 定位紮帶
Clip
5 覆蓋物(膠帶熱縮管波紋管)
(Tape,HeatTube,CorrugateTube)
6
密封件(密封塞,堵頭)
(Seal,Plug)
7 電測標(biāo)簽
Label
高壓連接器
高壓連接器的協會標準
高壓連(lián)接器目前都是基(jī)於行業標準;從標準來說有(yǒu)安規、性能等要求標準,也有測試標準,目前連接器廠家最為主流(liú)的設計(jì)基本上會(huì)參照歐洲四大主機廠:奧迪、寶馬、戴姆勒、保時捷聯合製定(dìng)的行業標準LV係列標準;而在北美主要是來自己SAEuscar的相關標準(zhǔn),uscar本身不起草標準,我(wǒ)們經常使用的uscar2、 37等(děng)相關標準主(zhǔ)要是來自克萊斯(sī)勒、福特、通用美國三大主機廠聯合的線束連接組織EWCAP,這個組織94年就已經成立,08年為了適應越來越多的HEV的(de)要求,該組織更新了SAE-USCAR 2 ,將電壓等(děng)級從原有的20V提升到了我們現在看到的600V。
高壓連接器的種類介紹
新(xīn)能源汽車用高(gāo)壓連(lián)接器是機電一(yī)體化產品(pǐn),主要由接觸件、絕緣體、殼體及附件四(sì)部分構成,其中:接觸(chù)件是連接器完成光、電信(xìn)號連接的核心部件(jiàn),通過接觸件的插合完成車輛(liàng)在行車中所需的光、電信號的連接;絕緣體和外殼主要起固定、絕緣和機械保護作用(yòng)。製造過程集電氣性能(néng)設計、數控機械(xiè)加工、衝壓工藝技術、塑壓工(gōng)藝技術、精密壓鑄工藝技(jì)術、嚴格的試驗手段等多元技術組合於(yú)一體。由於高(gāo)壓(yā)連接器產品的質量和精度直接影(yǐng)響到連(lián)接器的電氣、機械、環境(jìng)等性能,進而影(yǐng)響電動車輛的行車安全,因此高壓連(lián)接器的質量要求和製造(zào)精(jīng)度比較高,屬於連接器領域中附加價值較高的中高端產品。我們在整車上往往(wǎng)可以(yǐ)看見各種各樣的高(gāo)壓連接器,高壓連接(jiē)器結構一般包括:接觸對、密(mì)封(fēng)圈、對接(jiē)鎖止機構,支架,外殼,定位機構,高壓互鎖機構,屏蔽機構,絕緣結構等。一般(bān)的端接方式有焊接、壓接、過孔(kǒng)連接(jiē)、螺釘連接等。安裝方式也(yě)多種多樣包括麵(miàn)板(bǎn)式(shì)、電纜式、螺母式(shì)、穿牆式(shì)等這其中根據線束連接(jiē)方式不同,我們主要將其分(fèn)為兩個類別的連接:
一種是以螺栓直接連接(jiē)的固定式;一種是插合式連接。
螺栓連接(jiē)是我們在整車上經常(cháng)看見的一種連接方,這種方式的(de)好處在於它的連接可靠性,螺栓的機械(xiè)力是可以抵禦(yù)汽車級的振動的影響的(de),其成本也相對低廉,當(dāng)然它的不便之處螺栓連接是需要一定的的操作安裝空間的,對於區(qū)域越發平台化,越來越合理的車內空間,是(shì)無(wú)法留出過多的安裝空間的,而且從批量化作業和售後維護的角度來說也不適合,而且螺栓越多越存在人為失誤的(de)風險,所以它也有它的一定(dìng)的局限性;在早期的(de)日美混動車型上我們經常看見類似產品,當然現在在一些乘用車的三相電機線以及(jí)一些商用車的電池動力輸(shū)入輸出線我們依然可以看見很多類似的(de)連接,這(zhè)類連接(jiē)一般都需要借助外在的盒子實現防(fáng)護等其他功能要求,所以是否使用這種方(fāng)式需要從整車的動力線設計布置的角度出發結(jié)合(hé)售後等要求。
高壓連接器選型介紹及未(wèi)來市場預期
高壓連接器選型,一般是根據實(shí)際需要的使用情況,對高壓連接器準確的選型是設計者要考慮的一項關(guān)鍵(jiàn)問題(tí),以下針對新(xīn)能源汽(qì)車的使用場景進(jìn)行選型
根據整車高壓係統的規劃進行選型
整車高壓係統包(bāo)括動力電池、電機/電機控製器、PDU、直流或交流充電係統、電加熱、電空調、DCDC以及其他電動配(pèi)件係統等。首先(xiān),確定整車高壓的電氣原理,初步明(míng)確整(zhěng)車的電壓平台,以及各設備的用/配電量,確定載流量的大小。其次根據實際的用電設備的布局,確定所用(yòng)的連接(jiē)器采用單芯或者多芯(xīn)。
根據安裝條件進行選型
通常整車上高壓係(xì)統的安裝空(kōng)間比(bǐ)較(jiào)緊湊,高壓設備結構要求精巧與美觀,同時需要(yào)根(gēn)據整車(chē)上高壓線束(shù)的具體走向明確高壓連接器的形式。
根據適用環境(jìng)及性能要(yào)求進(jìn)行選型
需要確認高壓連接器(qì)的電性能、機械性能及環境性能是否能滿(mǎn)足實車(chē)工況要求以及係統(tǒng)安全要求等,確定選型產品滿足相(xiàng)關(guān)技術指標
壓接端子(zǐ)
新能源線束壓接端(duān)子介紹
接線(xiàn)端子是基礎,沒有可靠的接線端(duān)子(zǐ),就沒有可靠的係統工程。預防和分析是每個(gè)企業所必須的過程,通過接線端子可靠(kào)性篩選發現各(gè)種失(shī)效(xiào)模式和失效機理,可分析出大量經(jīng)驗教訓和排除各種(zhǒng)隱患,為改進設(shè)計、工藝、檢驗(yàn)和使用提供科學依據,是修訂和製訂接線端子技術條件的重要依據(jù),為預防(fáng)不必要的損失提供了技術(shù)保障。
接線端子的常見故障和問題
接(jiē)線端子從使用角度講,應該達到的功能是:接觸(chù)部(bù)位該導通的地(dì)方必須導(dǎo)通,接觸可靠。絕緣部位不該導通的地方(fāng)必須絕緣可靠。接(jiē)線端(duān)子常見(jiàn)的致命故障形式有以下三種:
1.接(jiē)觸不良的問題
接線端子(zǐ)內部的金(jīn)屬導(dǎo)體是端子的核心零(líng)件,它將來自外部電(diàn)線(xiàn)或電纜的電壓,電流或(huò)信(xìn)號傳遞到與其相配的連接器對應的接觸件(jiàn)上。故接觸件必須具備優良的結構,穩(wěn)定可靠的(de)接觸保持力(lì)和良好的導電(diàn)性能。由於接觸件(jiàn)結構設計不合理,材料選用錯誤,模具(jù)不穩定,加工(gōng)尺寸(cùn)超差,表麵粗糙,熱處理電鍍等表麵處理工藝不合理(lǐ),組裝不當,貯存使用環境惡劣(liè)和(hé)操作使用不當,都會在接觸件的接觸(chù)部位和配合(hé)部位造成接觸(chù)不良。
2.絕(jué)緣不良的問題(tí)
絕緣體(tǐ)的(de)作用是使接觸件保持正確的(de)位置排列,並(bìng)使接觸件與接(jiē)觸件之(zhī)間,接觸件與殼體之間相互絕緣。故絕緣件必須具備優良的電氣性(xìng)能,機械性能和工藝成型性能。特別是隨著高密度,小(xiǎo)型化接線端子的廣泛使用,絕緣(yuán)體的有效壁厚越來越(yuè)薄。這對絕緣材料,注塑模具精度和成型工藝等提出了更苛嚴的要(yào)求。由於絕(jué)緣體表麵或內部存(cún)在金屬多餘物,表麵塵埃,焊劑等汙染受潮,有機材料析出物及有害氣體吸附膜與(yǔ)表麵水(shuǐ)膜(mó)融合形成離子性導電通道,吸潮,長黴,絕緣材料老(lǎo)化等原因,都會造成短路,漏電,擊穿(chuān),絕(jué)緣電阻低等絕緣不良現象。
3.固定不良的問題
絕緣體不僅起絕緣作用,通常也為伸出的接(jiē)觸件提供精確的對中和保護,同時還具有安裝定位,鎖緊固定在設(shè)備上(shàng)的功能。固定不良,輕者影響接觸可靠造成瞬間斷電,嚴重的就是產品解體。解體是指接線端子在插合狀態下(xià),由於材料,設計,工藝等原因導致結構不(bú)可靠造成的插頭與插座(zuò)之間,插針與插孔之間的不正常分離(lí),將造成控製係統電能傳(chuán)輸(shū)和信號控製中斷的嚴重後果。由於設計不可靠,選材錯誤(wù),成型工藝選擇不(bú)當,熱處理,模具,裝配,熔(róng)接等工(gōng)藝質量差,裝配不到位等都會造成固定不良。
此外,由於(yú)鍍層起皮,腐蝕,碰傷,塑殼飛邊,破裂,接觸件加工粗糙,變形等原因造成的外觀不良(liáng),由於定位鎖(suǒ)緊配合尺寸超差,加工質量一致性差,總分離(lí)力(lì)過大等(děng)原因造成(chéng)的互換不良,也是(shì)常見病,多(duō)發病。這幾種故障一般都能在檢驗及使用過程中及時發現剔除(chú)。
如何檢測(cè)接線端子短路故障
導線及接線端子的故障(zhàng)也可能是由於線束與車身(地線)之間(jiān)或在有關開關內部短路所造成(chéng)的。檢查前應首先看在車身的端子固定是否牢靠,然(rán)後便可按下列步驟進行測試。
1、檢查電線通斷
首先拆下控製電腦ECU和傳感器兩側(cè)的(de)接線端子,再(zài)測量端子相應端子間的電阻(zǔ)。如電阻值(zhí)不大於1歐姆,則說明(míng)電線正常,以便進行下一步檢查。在測量導線電阻時,最好在垂直和水平兩個方(fāng)向輕輕搖動導線以提高測量的準確性,同時(shí)注意,對大多數導線端子、萬用表表棒應從(cóng)連接器的後端插入,但是(shì)對於裝有防水套(tào)的防水型接(jiē)線端子表棒就不能(néng)從後端插(chā)入,因為在插入時稍(shāo)不小心便會(huì)使端子變形。
2、短路的電阻(zǔ)值檢查
首先(xiān)拆下控製電(diàn)腦ECU和傳感器兩側的導線接(jiē)線端子,再測量(liàng)兩側連接器各端子(zǐ)排(pái)與車身間的電阻值。測量時,表棒一(yī)端搭鐵接車身,另一端要(yào)分別在兩側導線連接器上進行測量,如果(guǒ)電阻值大於1歐姆則說明(míng)該電線與(yǔ)車身無短路故障。
3、端子外觀及接觸壓力(lì)檢查
首先應逐一(yī)拆下各端(duān)子,檢查連(lián)接器(qì)端子上有無(wú)鏽觸和髒汙,對鏽蝕和髒(zāng)汙應清理。然後檢查端子片(piàn)是否鬆動或損壞,端子固定是否牢(láo)靠,在輕輕拉動時端子應無鬆動現象。反之,如果在哪一個座孔中的插頭端(duān)子(zǐ)拔出時比其它座孔容易,則(zé)該座孔可能在(zài)使用中會引起接觸不良的故障。
電線
新能源線束(shù)的電線介紹
汽車線束⽤線纜類型受線(xiàn)束所處的環境和(hé)功能的影響。例(lì)如:發動機、動⼒電池等周圍環境溫度⾼,腐(fǔ)蝕性(xìng)⽓體和(hé)液體也很多。因此,⼀定要使⽤耐(nài)⾼溫、耐油、耐振動、耐摩擦導線;⾏李(lǐ)廂蓋上的導線要在低溫下保持其彈性(xìng),所以要選⽤冷彈性導(dǎo)線保(bǎo)證其正常⼯作(zuò);⾃動變速器上的導線⼀定要耐⾼溫、耐液壓油,其溫度穩定性要好;弱信號傳感器要⽤屏蔽導(dǎo)線,例如爆震傳感器和曲軸位置傳感器、ABS輪速傳感器等;門內線耐(nài)彎曲性要求⾼等。汽車線束(shù)常⽤的(de)導線通常使⽤多股絞介銅導線,絕緣⽪為PVC絕緣材料。線束⽤導線要有耐
溫、耐油、耐磨(mó)、防⽔、防腐蝕、抗氧化、阻燃等特性。⽬前⾃主汽車品牌(pái)使⽤導線種類主要(yào)包括⽇標導線和德標導線。⽇標導線使⽤的種類主要包
括:AV、AVSS、AVSSX、AVX、AEX;德標導線使⽤的種類主要包括:FLRY-B、FLR9Y-B。傳統汽車是以汽(qì)油發動機為動⼒,傳統汽車導線作⽤是傳輸控製信號(hào),承受的電流和電壓都很(hěn)⼩,故電線直徑較⼩,結(jié)構上(shàng)也僅是導體外(wài)加絕緣,很簡單。但根據電動汽車⾼壓電纜的使⽤要(yào)求,⾼壓電線主要起(qǐ)傳輸能量的作⽤,需(xū)把電池的能量傳輸到各個⼦係統,因此所設計的電動汽車⾼壓線束必須滿⾜⾼壓⼤電流傳輸。電動汽車⾼壓電(diàn)纜承受的電壓較⾼(額定(dìng)電壓(yā)最⾼600 V),電流較⼤(額定電流最⾼600 A),電磁輻射較強(qiáng),故電纜的直徑明顯增⼤,同時為了避免電磁輻射對周圍電⼦設備產(chǎn)⽣強烈電磁⼲擾,影響其他電⼦設備(bèi)正常運⾏,電(diàn)纜還設計了抗電磁⼲擾屏蔽結構,即采⽤同軸結構,利⽤內(nèi)導體(tǐ)和外(wài)導(dǎo)體(屏蔽)共同作⽤,電纜內(nèi)的磁場成同⼼圓分布,⽽電場從內導體指向並⽌於外導體,使(shǐ)電纜周圍外部的電磁場為零,亦即
屏蔽了電(diàn)磁輻射(shè),從⽽確保電動車正常運⾏。早期汽車線纜⽤絕(jué)緣材料主要是PVC(聚氯⼄烯),但PVC中含有鉛,對⼈體有害,近些(xiē)年來逐漸被LSZH(低煙⽆鹵材料)TPE(熱塑性彈性體)、XLPE(交聯聚⼄烯)、矽橡膠等材(cái)料替代。由於電(diàn)動汽車⾼壓電纜(lǎn)在滿⾜⾼壓(yā)⼤電(diàn)流、抗電磁⼲擾的同時還要滿⾜耐磨和阻燃等要求,對比這些材料,矽橡膠(jiāo)的擊穿電壓⾼,具有耐電弧性、耐漏電痕(hén)跡性、耐臭氧性,其同時具有良好的耐⾼低溫,絕緣性能良好,在⾼溫⾼濕條件(jiàn)下性能穩定、阻燃等,矽(guī)橡綜合具有物理機械(xiè)性能良好、使⽤壽命長、價格低廉等優點⽽成為了(le)目前電動乘⽤車⾼壓電纜絕緣材料的⾸選;
目前總體而言(yán),⾼壓線纜主要選⽤交聯聚⼄烯(xī)絕緣電纜XLPE或矽(guī)橡膠電纜。國內⼚商生產的主要材料是XLPE為主,由於XLPE⼯藝(yì)較成熟,⽣產⼚商可以添加交聯母粒⼦直接⽣產,成本及⼯期都較低,⽽矽橡膠線纜⾼度的耐⾼溫性(xìng)(-50℃-180℃)與柔軟(ruǎn)性,⾮常有助於車內布線,矽膠線纜由於會涉及矽橡膠材料的合成⽐例及(jí)⼯藝的優化,⽬前國內矽膠線(xiàn)做的好的(de)並不(bú)多見,以下(xià)是目前高壓線纜的分類大綱(gāng)。
1、按電壓等級(jí):600V,1000V,1500V,3000V;
2、按溫度等級:125℃、150℃、180℃、200℃;
3、按絕緣屬性:熱塑(sù)性絕緣和熱固性絕緣;
4、按屏蔽型式(shì):屏蔽型(xíng)和非屏蔽電纜;
5、按絕緣芯數(shù):多芯和單芯電纜;
6、電纜平(píng)方數(shù):1.25、2、2.5、3、4、5、10、16、25、35、50、70、95、120等。
覆蓋物
覆蓋物的介紹
波紋管,一般的材料為PA/PP,耐溫在-40°C-125°C,主要是有效(xiào)的保護線纜的(de)作用。
熱縮(suō)管,一般的材料(liào)為聚丙烯,耐溫在-40°C-125°C,具有柔軟有彈性,應用(yòng)於各種線束,焊點,電感的絕(jué)緣保護。