基于提升安全性能視角下的新能源商用車高壓線束設(shè)計探究

翁強

摘 要：新能源汽車是當(dāng)今社會中一種新的汽車類型，相比與傳統(tǒng)汽車更能體現(xiàn)出在節(jié)能環(huán)保方面的優(yōu)勢，更符合當(dāng)前社會可持續(xù)發(fā)展的要求。而新能源汽車與傳統(tǒng)汽車存在較大的差異。例如，在新能源汽車中，能量傳輸載體主要是高壓線束，其性能與質(zhì)量對于新能源汽車的整體表現(xiàn)將產(chǎn)生直接的影響。對于新能源商用車來說，在安全性方面有著更高的要求。因此需要做好高壓線束的設(shè)計，從而使其安全性能得到有效的提升。

關(guān)鍵詞：安全性能;新能源;商用車;高壓線束;設(shè)計

0 前言

傳統(tǒng)汽車主要以石油為燃燒能源，但是石油資源屬于不可再生能源，不符合可持續(xù)發(fā)展的要求。同時傳統(tǒng)汽車會帶來比較嚴(yán)峻的大氣污染問題，對生態(tài)環(huán)境也會造成一定的影響?；诖耍S著可持續(xù)發(fā)展理念的提出，各種新能源逐漸得到研發(fā)和應(yīng)用。新能源汽車就是一種比較重要的應(yīng)用形式，具有十分理想的環(huán)保性能，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。近年來，新能源商用車在城市中越來越多見，在城市物流、城市公交等方面也得到了廣泛的應(yīng)用。

1 新能源商用車高壓線束的設(shè)計

1.1 高壓線束的選擇

新能源商用車一般具有較大的電機額定功率，在50-150kW左右。在高壓系統(tǒng)傳輸過程中，為了減少能量損失，避免電流沖擊電氣系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)將整車動力部分電氣系統(tǒng)工作電壓提升。結(jié)合實際要求，將高壓線束工作電壓確定為1000V/DC-1500V/DC。高壓線束選擇要考慮工作溫度及溫升條件。當(dāng)前常規(guī)環(huán)境溫度為-45℃-+85℃，最大允許長期工作溫度125℃。在設(shè)計中要確保高壓線束工作溫度，超過環(huán)境溫度和高壓線束升溫總和，溫升不能超過55K。線徑的選擇要考慮高壓線束連接電氣部件的負(fù)載特性，如電流波形、瞬態(tài)條件、電壓要求、電流強度等[1]。還要考慮穩(wěn)態(tài)電流強度，對高壓線束截面積進行選擇。例如當(dāng)高壓線束布置環(huán)境，超出允許工作環(huán)境，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)增大截面積，以保證安全。彎曲半徑會影響高壓線束電阻，如果過分彎曲，電阻將會增加，導(dǎo)致線路壓降增大。如果線徑在15mm以下，折彎半徑應(yīng)在45mm以上;如果線徑在15mm以上，折彎半徑應(yīng)在75mm以上。

1.2 高壓線束的制作

在高壓線束制作中，端子壓接十分重要，對高壓線束電阻率、絕緣性能、接觸電阻等均有直接影響。如果壓接不緊，最大承受拉力不滿足要求，可能造成高壓導(dǎo)線脫出。所以端子壓接中，要采取有效措施檢測，確保壓接到位。新能源商用車采用大電流工作期間，運行中對車載低壓電器容易產(chǎn)生電磁干擾。所以高壓線束需要進行屏蔽層處理[2]。根據(jù)說明書要求妥善處理，保證屏蔽層安全性能符合要求，避免發(fā)生電磁泄漏過量的情況，對其它車載器件正常運行造成影響。完成高壓線束壓接之后，需要做好相應(yīng)的防護。根據(jù)實際布置位置和使用工況，在外層使用紡織膠帶、編制物管、橙色波紋管等包裹，提高美觀性、隔熱性、耐磨性。確保良好的安全性能。此外，還應(yīng)做好高壓線束絕緣電阻檢測工作，由于高壓零部件在新能源商用車上應(yīng)用廣泛，因而故障發(fā)生率也最高?；诖?，在高壓線束制作中，必須做好絕緣電阻對的測量。根據(jù)實際應(yīng)用要求，高壓線束絕緣電阻應(yīng)當(dāng)滿足500MΩ、1000V/DC的要求。

1.3 高壓線束連接器選型

在新能源商用車高壓線束連接器選型中，應(yīng)當(dāng)符合相應(yīng)的安全性能要求。連接器防護等級應(yīng)當(dāng)達到IP67以上，直接接觸防護等級應(yīng)當(dāng)達到IPXXB以上。連接器絕緣電阻，應(yīng)當(dāng)滿足500MΩ，1000V/DC的要求，工作電壓應(yīng)當(dāng)保持在車輛最高工作電壓之上。連接器需要具備良好的機械防呆性能，不同型號規(guī)格，通常以不同顏色加以區(qū)分[3]。例如在Amphenol PL系列連接器中，防呆鍵位為X的PL18X-301-50型號，用橙色代表;防呆鍵位為Y的PL18Y-301-50型號，用黑色代表;防呆鍵位為U的PL18U-301-50型號，用黃色代表;防呆鍵位為V的PL18V-301-50型號，用綠色代表;防呆鍵位為W的PL18W-301-50型號，用紅色代表。此外，連接器應(yīng)當(dāng)具備高壓互鎖功能，并且要帶有屏蔽環(huán)，可以達到高壓屏蔽線壓接要求。還要具備二次鎖止功能，防止使用過程中由于顛簸或誤操作而引起高壓觸電的情況。

2 新能源商用車高壓線束的布置

新能源商用車通常具有比較緊湊的結(jié)構(gòu)，布置空間相對緊張，所以在高壓線束的布置當(dāng)中，需要合理安排，以確保良好的安全性能。在布置高低壓線的時候，需要盡量分開，確保汽車電磁兼容性能良好。要保證高壓線束布置折彎半徑，在其允許最小折彎半徑之上。高壓線通過連接器接口穿出，布置在允許出現(xiàn)高于連接器中心水平面之前，應(yīng)當(dāng)保證在連接器中心水平面之下，先有一段高壓線，從而避免雨水沿著高壓線束向高壓零部件內(nèi)部倒流。對線徑較粗的高壓線束，折彎時有較大的折彎力，因此需要在折彎處兩端使用固定卡箍，確保能夠?qū)^大的作用力長期承受。在固定非受力部位高壓線束的時候，可以使用尼龍扎帶捆扎固定。在布置高壓線束的時候，要注意將高溫區(qū)域、運動部件等位置避開，以免造成影響。在布置和固定高壓線束的過程中，需要將震動劇烈的位置避開，同時要考慮到線束布置位置的最大運動包絡(luò)、最大振動幅度等，預(yù)留足夠的線長，避免線束承受張力或拉力。此外，高壓線束布置還要注意避開車身固定孔、焊接縫、金屬架邊緣、尖銳物等位置，避免由于振動摩擦或裝配操作等，造成高壓線束外敷物磨破而發(fā)生安全事故。

3 結(jié)論

在當(dāng)今社會中，新能源汽車作為一種新的汽車類型，已經(jīng)逐漸得到廣泛的應(yīng)用。而在新能源商用車當(dāng)中，高壓線束是最為重要的能量傳輸載體，對于汽車的性能及安全都有著很大的影響。在高壓線束的設(shè)計和布置當(dāng)中，在滿足性能要求的基礎(chǔ)上，還要充分重視對安全性能的提升，避免各種安全隱患，進而保證安全性和穩(wěn)定性。

參考文獻：

[1]單黎婷，胡立芳，陸敏等.新能源汽車高壓線束高壓互鎖原理和應(yīng)用淺析[J].汽車電器，2019，13（02）：8-10.

[2]趙健，錢仕德.新能源汽車高壓線束與變壓器耦合控制[J].機械設(shè)計與研究，2018，34（05）：112-114.

[3]劉艷萍.機械外載下新能源汽車高壓線束失效風(fēng)險試驗研究[J].內(nèi)燃機與配件，2018，26（15）：205-206.