高压汽车电缆的改进与提高

来源：•作者：线束世界-Jimmy•2021-05-06 14:35

新的创新的混合动力/电动汽车敷设的电缆和市场上销售的一般电缆不同，需要应对各种很高的要求。车辆复杂的电子系统需要屏蔽由高功率/高电压的电流通过动力电缆产生的电干扰。对于电动和混合动力汽车降低重量也是最重要的。整车包括电气部件的预期寿命要不低于10年。车辆周围的环境是特别有害的。一般绝缘将受到汽油,机油和其它液体的破坏。电缆周围的温度可到125℃或更高，或在北方气候达到‐40℃或更低。

专门设计

专门为混合动力和电动车辆设计高压电缆是采用辐照交联弹性体材（XLE）。这种电缆属于电池和动力传动电缆一类，已经长期成熟使用在的普通汽车，大卡车，建筑和农业机械。

专用高压电缆设计目标：

——紧张的安装空间，小弯曲半径，减少空间占用

——连续高功率传输

——对 EMI/ RFI 的屏蔽

——极端温度

——长寿命

尺寸优化

专门设计的高压电缆是采用非常坚韧，有弹性的薄绝缘材料。这种薄绝缘和传统的厚绝缘比拼在耐磨和耐切通上更胜一筹。较薄的绝缘层允许更严格的弯曲半径和占用更少的空间。

下图说明了非屏蔽高压电缆两个 6 AWG电缆相比的大小差别。

寿命优化

车辆的寿命通常超过十年。商用车的寿命是给定一个相当长的操作小时数。一个典型的巴士预计将有超过 50,000 小时的服务寿命。

一些事情会发生，既通过所谓的氧化过程材料开始老化。随着时间的推移，所有材料都会氧化降解。电缆的绝缘层会因为老化最终变脆，将不再提供足够的绝缘能力，并最终将短路。并且随着温度的增加此老化过程被加速。

高压电缆需要采用在很高的温度下也能延缓老化过程的绝缘材料。XLE产品和一般电缆相比较寿命提高 100-‐1000 倍。

不同于一般的电池电缆，混合动力汽车和电动汽车几乎所有的时间传导电流。电流由于导体电阻产生热量。由电流产生的热量从内到外加热电缆。如果电缆被从暴露的外部进行加热，也会和电缆在内部加热一样快速的老化。

下面的图表中使用的阿伦尼乌斯曲线的形式实验数据来预测几年的寿命。在车辆典型的环境或导体温度能达到110℃或更高。一般电缆将持续 1 年以内，其中作为XLE 高压电缆将持续近 20 年。

电磁干扰

为了最大限度地提高功率，电动和混合动力汽车使用脉冲宽度调制（PWM）。

PWM 发生器将破坏其它电子组件的工作，电磁干扰和射频干扰对车辆的安全运行可以说是至关重要的。一般电缆没有屏蔽，所以不会抑制电气干扰。新能源车辆用高压电缆有的电屏蔽。

下图给出了典型抵制电气干扰的性能测量结果屏蔽效能。屏蔽效能数值越高越

好。

屏蔽衰减

频率（MHz）

其它重要特性

车辆部件受到灰尘，高温，低温，液体和振动，等危害。SAE 和 ISO 委员会制定的在卡车和普通汽车使用的电缆标准。这些标准旨在确保在车辆定期的经受恶劣环境下导线将充分地安全运行。委员会专家拥有多年的普通汽车和商用车行业的工程，设计和开发工作经验。下面列出的是实际测试结果和图片，说明使用错误类型的导线可以和将发生灾难性故障的类型。

XLE 和 EPFDM、TPE 测试结果对比

冲击试验（‐50℃和1.6kg重锤）

汽油试验（ISO 6722）

柴油试验（ISO 6722）

减小电缆规格

设计一个混合动力或电动汽车时，成本和重量是巨大的因素。成本和重量可以通过选择XLE的高压电缆降低。电流产生的热量将导致导体和绝缘变热。专门设计的XLE 高压电缆的绝缘材料既耐高热又寿命长。下图说明了 XLE 高压电缆与普通电缆的高电流承载能力。在75℃环境温度，6 AWG XLE 高压电缆单根导体可以安全地承载相当于 1 AWG 一般电缆的大电流，但仍保留其长寿命。