用于混動及電動車的高壓導線的主要特性包括:
1額定電壓
導線的額定電壓是導線能夠持續(xù)承受并不會使導線的基本特性出現(xiàn)退化的交/直流有限電壓值。
在電池系統(tǒng)的回路中,最大額定電壓可以達到直流600V,在導線選型時需要特別關(guān)注廠商對于導線工作電壓的規(guī)定。導線的額定電壓應(yīng)該大于回路的最大電壓。
2安培容量
導線的安培容量是諸多因素共同作用的結(jié)果。例如:
導線尺寸
導線材料
導線長度
線芯電阻系數(shù)
導線的安培容量以及容許溫升是與導線規(guī)格截面積密切相關(guān)的??梢猿醪礁鶕?jù)例如線圖的特定規(guī)格的導線發(fā)煙曲線來進行選擇。

圖*—M6040導線發(fā)煙曲線
導線發(fā)煙曲線和fuse曲線對比匹配
3工作溫度
導線工作溫度可以分為持續(xù)工作溫度和最高過載溫度。這些溫度可以通過測量導線絕緣皮表面測得。
持續(xù)工作溫度
持續(xù)溫度是導線絕緣層承受3000小時(引自ISO標準)并無異常的溫度。此溫度是通過測量導線絕緣層表面而得。容許的穩(wěn)態(tài)(持續(xù))電流造成的導線總溫度要少于持續(xù)工作溫度。對于持續(xù)工作狀態(tài),在給定的環(huán)境溫度條件下導線的穩(wěn)態(tài)安培容量定義是指特定的電流,導線持續(xù)此電流承受3000小時并且不會超過絕緣層的持續(xù)工作溫度。
4最大過載溫度
最大過載溫度是指在導線絕緣層持續(xù)工作溫度的基礎(chǔ)在加上60℃。導線能夠承受此溫度達到一個小時。容許過載電流會造成總的導線溫度要少于過載工作溫度。過載情況可能會縮短導線的整體壽命,但并不會造成導線的損壞。
5短路電流的熱效應(yīng) - I2t
當短路發(fā)生時大量的熱能將會產(chǎn)生。測量短路電流的I2t的耐熱性是高壓導線的一個重要的性能參數(shù)。I 代表短路電流(RMS),t代表短路時間(單位秒)。
6導線發(fā)煙曲線
此曲線表現(xiàn)了當電流在特定時間超過了特定水平導線發(fā)煙就會出現(xiàn)的現(xiàn)象。

圖*—導線發(fā)煙曲線
a) 導線初步選型的步驟如下:
首先根據(jù)客戶的應(yīng)用電器設(shè)備信息以及電流、電壓、溫度要求,結(jié)合M-Spec規(guī)格書從BOD文件中篩選潛在可行的線束規(guī)格,如M6040規(guī)格系列等。
輸入信息:客戶的應(yīng)用電器設(shè)備信息以及電流、電壓、溫度要求
選型工具:導線M-Spec、導線BOD選型參考文件
輸出信息:導線規(guī)格,如M6040規(guī)格系列
表*—CableBOD
| Cable Matrix | ||||
| Cable Master Bulk Spec | Insulation Mat'l (abbr)Description (abbr) |
Temperature Range (Continuous) |
Cable Size (mm2) | Application |
| M3075 |
Crosslinked Polyethylene (XLPE) Thin wall (TXL) |
>-40°C <135°C | 0.5/0.8/1.0/3.0 | low voltage circuit |
| M3070 |
Crosslinked Polyethylene (XLPE) STANDARD WALL (GXL) |
>-40°C <135°C | 2.0/3.0/5.0 | high voltage circuit |
| M3252 |
Crosslinked Polyethylene (XLPE) Thin wall (TXL) |
>-40°C <135°C | 13.0/19.0 | low voltage circuit(battery cable) |
| M6040 |
Crosslinked Polyethylene (XLPE) Thin wall (TXL) |
>-40°C <150°C | 3.0/5.0/25.0 /35.0/50 | high voltage circuit(shielded cable) |
| M6041 | CROSS LINKED POLYETHYLENE | >-40°C <150°C | 35.0/50 | high voltage circuit |
| M3232 | PVC Insulated | >-40°C <105°C | 0.75 | low voltage circuit |
| M3328 |
PVC Thin wall |
<80°C | 0.5 | low voltage circuit |
| M3253 |
JACKET PVC CABLE XLPE HEAT RESISTANT |
<100°C | 0.5 | low voltage circuit |
| M3207 |
THIN WALL – TXL CABLE AUTOMOTIVE, LOW TENSION CROSS LINKED POLYETHYLENE, INSULATED – 150OC RATED |
>-40°C <150°C | 0.5 | low voltage circuit |
b) 向供應(yīng)商獲得需要規(guī)格的導線發(fā)煙曲線,通過電流和線芯溫度曲線來初步選取可行線徑規(guī)格,如截面積35mm2或50mm2等。
輸入信息:初選的導線規(guī)格以及客戶的電流、電壓、溫度要求
選型工具:相應(yīng)規(guī)格導線的發(fā)煙曲線
輸出信息:初選導線線徑范圍,如截面積大于35mm2等
例如:客戶端設(shè)備的環(huán)境溫度是85℃,工作電流要求200A,而我們通過M6040的發(fā)煙曲線來確定線徑大小。
如下圖,縱軸為導線溫度,橫軸是工作電流,圖中有四條線徑規(guī)格的曲線。
首先客戶要求的工作電流是200A,我們可以通過200A的橫軸坐標對應(yīng)各曲線的交點可以得出四條水平虛線分別代表四個線徑導線在200A情況下的溫度情況。
通過M6040的M-Spec介紹M6040的導線工作溫度是150℃,可以發(fā)現(xiàn)在四條溫度水平線中有兩條紅色虛線位于150℃水平線的上方,而兩條藍色水平線則在150℃下方。說明在環(huán)境溫度85℃,工作電流200A情況下, 16SQ和25SQ的導線溫度已經(jīng)超出的M6040這款線束的工作溫度,而25SQ和35SQ的導線則沒有超出。
所以在這種情況下,可以判斷16SQ和25SQ不符合要求,可以選擇在35SQ或者50SQ的線徑規(guī)格。

圖*—導線特性曲線
c) 將選出的線徑規(guī)格導線信息按照一下輸入信息列表輸入”Cable Simulation Tool”,得出相應(yīng)的”gauge-current-temperature raisecurve”,通過得出的溫升曲線可以進一步核實所選導線在客戶指定工作電流和溫度環(huán)境要求下溫升幅度以及確認是否超出所選導線本身的極限工作溫度。
輸入信息:”CableSimulation Tool”輸入信息(如下表)
選型工具:”CableSimulation Tool”
輸出信息:”gauge-current-temperature raise curve”- 所需驗證的具體規(guī)格和線徑導線的模擬溫升曲線(如下圖)
表*—“Cable Simulation Tool”輸入信息
注:以下導線模擬系統(tǒng)所需導線特性參數(shù)的輸入信息可以結(jié)合導線規(guī)格資料以及從供應(yīng)商處獲得。

圖*—“Cable Simulation Tool”輸出結(jié)果

d) 保險絲、導線匹配模擬及線束選型升級將” Cable Simulation Tool”模擬演算出的”gauge-current-temperature raisecurve”輸入到”保險絲/導線選型匹配工具”,系統(tǒng)會自動通過一系列公式進行演算模擬出與相應(yīng)保險絲匹配的導線線徑規(guī)格。
系統(tǒng)在進行導線性能與保險絲匹配模擬的時候,當演算失敗是會自動對于最初選型的導線線徑規(guī)格進行升級并重新演算,直到符合所有演算條件,并輸出最終線徑選型規(guī)格完成導線選型。
?輸入信息:導線發(fā)煙曲線數(shù)據(jù)輸入”保險絲/導線選型匹配工具”后臺數(shù)據(jù)庫?選型工具:”保險絲/導線選型匹配工具”?輸出信息:與所選Fuse型號的特性匹配模擬以及升級后確定的最終導線線徑規(guī)格(保險絲/導線匹配模擬選型結(jié)果如下圖)
系統(tǒng)內(nèi)部模擬演算流程圖過程如下:

圖*—模擬演算流程
圖*— Fuse/導線匹配模擬選型結(jié)果輸出

如上圖,最終”保險絲/導線選型匹配工具”會輸出保險絲型號和最終導線規(guī)格,并且輸出導線發(fā)煙和保險絲熔斷的電流/時間曲線。根據(jù)電流/時間曲線,我們可以進行如下例子的判斷分析:
舉例:我們得到如下導線發(fā)煙和保險絲熔斷的電流/時間曲線,我們以玻璃管型保險絲和35sq導線(150℃環(huán)境發(fā)煙曲線)為例可以分析歸納出以下四種情況:? 安全區(qū)域? 有限安全區(qū)域? 保險絲熔斷區(qū)域?保險絲瞬間熔斷區(qū)域

圖*—保險和導線校核曲線
區(qū)域一、Safety Area – 安全區(qū)域(紅色區(qū)域)
在紅色區(qū)域范圍內(nèi),保險色熔斷曲線和導線發(fā)煙曲線無限接近225A垂直線但并為相交。說明當電流小于225A時長時間工作狀態(tài)下,保險能夠保持不熔斷而導線也沒有出現(xiàn)發(fā)煙現(xiàn)象,都能正常工作。
區(qū)域二、Limited Safety Area – 有限安全區(qū)域(黃色區(qū)域)
黃色區(qū)域在225A和410A縱軸垂線之間,35sq導線發(fā)煙曲線先與410A垂直線在140s的縱坐標垂線相交。
說明在225A和410A之間的電流范圍,導線會先于保險絲熔斷而出現(xiàn)發(fā)煙現(xiàn)象。所以當客戶的電流要求在大于225A小于410A情況下,此玻璃管型保險絲與35sq導線的匹配存在風險。
所以需要明確客戶的電流要求以及峰值持續(xù)時間,當客戶端峰值持續(xù)時間小于客戶電流對應(yīng)的導線臨界發(fā)煙時間,那么保險絲不會熔斷而導線也不會發(fā)生發(fā)煙現(xiàn)象,均能正常工作,但實際上保險絲未能起到熔斷保護的作用。
區(qū)域三、Fusing Area - 保險絲熔斷保護區(qū)域(綠色區(qū)域)
綠色區(qū)域在410A和1000A的區(qū)間范圍內(nèi),保險絲熔斷曲線先于導線發(fā)煙曲線與縱坐標垂線相交,、保險絲會先于導線發(fā)煙而提前熔斷從而起到保護電路的作用。
區(qū)域四、Instant Fusing Area - 瞬間熔斷區(qū)域(藍色區(qū)域)
保險絲熔斷曲線與電流橫坐標相交與1s的時間節(jié)點,說明在大于1000A的電流情況下,保險會在1S以內(nèi)瞬間熔斷,而導線不會發(fā)煙正常工作。
審核編輯:湯梓紅
-
新能源汽車
+關(guān)注
關(guān)注
141文章
11393瀏覽量
105268 -
導線
+關(guān)注
關(guān)注
5文章
422瀏覽量
25780 -
電池系統(tǒng)
+關(guān)注
關(guān)注
9文章
420瀏覽量
30961
原文標題:新能源汽車的?導線選型
文章出處:【微信號:wiring-world,微信公眾號:線束世界】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
發(fā)布評論請先 登錄
新能源汽車的導線選型
評論