电动汽车线束布置的重要性

随着新能源汽车的高速发展和市场保有量不断增长,用户对电动汽车的安全性、可靠性及环保要求不断提高,汽车上的新能源电器件显著增加,同时诸如高速视频数据传输等新的线种的出现,从而使大量的、不同种类的线束在有限的汽车空间中如何更有效合理布置已成为汽车产品开发面临的问题。

 

电动汽车在线束布置上同燃油汽车相比,既有相同之处,又有特殊关注点。总之电动汽车线束布置比燃油汽车关注的问题更多,关注的深度更高。

 

由于电动汽车对整车防护等级、EMC 和能耗超高要求的特殊性,电动汽车线束布置的发展趋势主要向防水布置、 高度集成和轻量化的趋势发展。

1 整车统一规划路径 2 两侧路径均匀布置 3 零部件系统高度集成简化线束布置 4 固定方式达到 IP69K 防护等级 5 主线贯穿式一体布置 6 电源总线和电源线通讯复合技术

 

电动汽车线束布置的发展趋势

从电器盒内进行电源分配技术逐渐发展至全新电源总线(Power Bus)技术,实现低压电源与通信复合传输控制管理 新阶段,彻底颠覆当今线束布置原则,从而导致线束布置的全新变革。

 

电源总线并联配电技术 -- 电源总线串联配电技术 -- 电源总线和电源线通讯复合技术。

 

电动汽车线束布置基本原则

线束布置架构

汽车线束布置一般有 H 型、Y 型、E 型和川型等。总体来讲,如果高低压一起布置规划,一般优先以川型布置方式, 即高压线束在中央,低压线束分布两侧,避免了因高低压线束布置导致的 EMC 问题。

 

 

振动冲击

电动汽车动力总成,布置空间及 NVH 等诸多方面的振动冲击条件恶劣,故布置在振动源或动力总成上的线束必须 在振动本体上增加固定点,并且线束运动包络与其他零部件间隙至少为 25mm。

 

 

线束要承受动力总成瞬间最大位移、旋转角度带来的冲 击与振动;在布置上,考虑与动力总成的有足够的距离。

 

防水气密—整车线束

电动汽车对水最敏感,各地涉水准入要求也最为严格。总体来讲,左右纵梁形成平面以下室外线束连接器部分需要 达到 IP69k,可通过增加必要护板遮挡或提高连接器的布置位置满足防水要求。

 

 

防水气密—动力电池线束

动力电池包全部采用汽车级插件,应布置在电池包后部或上部,从室内或后部出线,实现可靠的防水性能和装配维 修方便性。

 

 

防水气密—室内线束

燃油汽车的室内线束基本以孔固定为主,为彻底解决线束固定孔进水问题,电动汽车室内线束全部采用直焊螺栓固定,当然室内部分镂空钣金仍然可以使用孔固定方式。

 

 

电磁干扰

相比燃油汽车,电动汽车电磁干扰更加强烈,除了降低干扰源和提高抗干扰能力,合理布置具有电磁干扰和被干扰 的电器件和合理布置线束这个传导路径,也是解决电磁干扰问题的重要方法。

 

 

以某车型开空调倒车中控大屏花屏为例,主要原因除了电器件自身原因外,线束选型和线束布置也是重要原因。将线 束中股份及电源线和视频信号线重叠布置分开后,影像效果明显好转。此外搭铁点的布置也是影响电磁干扰的重要原因。

 

温度场因素

相比燃油汽车,电动汽车温度场环境较好。从试验的数据可以看出,在前舱内温度较高点有电器盒, 驱动电机和 PEU,由于最高温度点也没有超过 60℃,只要合理设计冷却系统,前舱内线束布置可以不对温度场过多考虑。

 

 

极细导线技术

基于减小空间和系统降重,整车线束使用极细导线进行信号传输已成为整车线束轻量化的重要手段。

 

 

新材料导线技术

基于系统降重和成本控制,新型基材铝导 线技术及合金导线技术是整车线束轻量化 的主要发展方向。

 

 

光导纤维技术

基于光导纤维数据传输技术,实 现娱乐系统、空调系统等电子设 备的互联和控制。

 

新型基材导线技术改变线束布置

 

开发并搭载光导纤维等新型基材导线技术,是整车线束系统轻量化的重要发展方向,同时能够优化改变线束布置。

 

结语

现存方案痛点总结: 

1、布置空间压力; 

 

2、防护压力; 

 

3、重量 / 能耗压力; 

 

4、电磁干扰压力。 

 

未来发展趋势总结: 

1、整体规划线束布置,电器件高度集成; 

 

2、通过必要护板、螺栓布置和提高连接器等级; 

 

3、轻量化、新型基材导线技术材料; 

 

4、合理与电磁干扰与被干扰电器件隔离布置;