近年来,随着国家大力发展新能源汽车,新能源汽车市场占有量逐年上升,同时新能源汽车故障问题也逐渐显现出来,其中新能源汽车防护不足引起汽车故障的案例不少,线束作为新能源汽车的重要部分,其防护性能也受到关注。
新能源汽车的束缚防水性作为影响汽车充电功能的重要因素,其设计方案要求必须满足电气防护等级系统,IP(INGRESPROTECTION)防护等级系统由IEC(INTERNATION)防护等级系统起草,电气设备根据防尘防潮的特性进行等级。IPXX防护等级由两个数字组成,第一个数字表示电气设备的防尘、防止外物侵入等级,第二个数字表示电气设备的防潮、防水侵入的密闭度。数字越大,防护等级越高。几年前,主机工厂要求的防护等级还不高,随着市场新能源汽车故障的出现,主机工厂的要求也越来越高,现在新项目汽车的线束防护等级设计要求满足IPX8,电子谷内的新能源汽车线束防护都满足这个要求,毕竟新能源汽车的线束防护设计是一个非常重要的技术要求。
1、充电接口线束需要防护设计的部件。
连接器的保护:高压连接器主要承担车辆高压充电系统和动力总成系统,一旦进水,车辆的主要功能就会丧失或触电等事故,因此保护等级要求极高,连接器设计厂、线束厂和主机厂经过严格的保护实验才能通过整车实验。
低压连接器一般承担信号传输的作用,如果防护失效,车辆的一部分功能就会丧失,如充电、空调、车载系统等,对车辆的正常使用也会产生很大影响,因此低压连接器也必须保证主机工厂需求的防护要求,一般是IP67的要求。
充电接口保护:充电接口承担电动汽车充电作用。这部分也要符合一定的防护要求,一般是IP54。
带屏蔽网的电缆保护:电缆也是近年来应注意保护的部分。使用带屏蔽网的电缆和连接器时,也将整个电缆和连接器作为防护设计,一般不存在问题。但是,在些充电接口在设计时没有将屏蔽网作为防护设计,该屏蔽层的另一端连接的是连接器,在极端环境下,水通过电缆屏蔽网内部泄漏到连接器中,有可能发生车辆绝缘故障,因此带屏蔽网的电缆也需要考虑防护要求。
电子锁的保护:电子锁作为交流充电插座的标准配置,承担交流充电时没有插入的充电操作,漏水导致电子锁内部机构无法正常运转,车辆充电无法锁定,无法充电。
2、充电接口线束设计防护方法。
密封保护设计方法:密封主要在高压连接器、低压连接器、充电接口等装置上。
高压连接器主要防护设计为密封圈密封,密封圈采用硅橡胶材质,尾部通过密封圈凸起设计和连接器外壳干扰量产生密封效果,对插件端采用内置密封圈和对插件外壳之间形成干扰量产生密封效果。
低压连接器一般采用密封垫和线封闭的方式进行密封,插件端一般采用的密封圈和插件壳形成密封效果,头部一般采用橡胶线封闭的方式在电缆和壳孔之间形成密封效果。
从实际使用效果来看,高压连接器和低压连接器可以满足IP67的防护等级。充电插座的一般防护设计分为金属插座采用防水密封设计,插座尾部采用密封垫和电缆之间形成密封效果。
橡胶类保护设计方法:橡胶主要应用于控制箱、电子锁、充电接口等需要空间密封的位置,也有在螺钉孔、部件插孔等位置进行橡胶密封的位置。胶的选择主要有硅胶、环氧树脂胶、南大87硅胶等胶类。分配方法主要是手动分配机、自动分配机、双组分配机等,可根据具体需要配置。
密封件的防护设计方法:密封件的主要应用类似于胶水,主要应用于保险箱、电子锁需要空间密封的装置。
密封材质主要为三元乙丙橡胶(EPDM)和聚氯乙烯(PVC),密封主要分为一体散装式和成型式。散装式材料成卷,使用前按需二次切割,组装到需要的位置,样品试制时可以使用。一体化成型式是根据需要的位置进行开模定制需要的形状已经确定,使用时直接组装即可,产品批量生产时可以使用。
热收缩管保护设计方法:热收缩管主要应用于电缆外包保护,通过加热胶融化溢出复盖在电缆表面,使用电缆内部与外部隔离,可以防水防尘,也可以增加部件对外部的冲击力。热熔胶管的种类也很多,热收缩比主要分为2:1、3:1、4:1等。
塑料超声波熔接保护设计方法:塑料超声波焊接的主要原理是将高频振动传递到需要熔接的位置,使塑料之间产生高频振动熔接塑料,完成后塑料外壳一体化,可以防尘防水,也可以增加塑料外壳的强度,缺点是焊接完成后不能再加工。
新能源汽车线束的保护非常重要,作为汽车线束工程师们需理解汽车线束保护的重要性和必要性,在后续线束的设计和制造过程中考虑束缚的防护要求,保证车辆的正常运行和安全性能。