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电动汽车用高压电缆的设计和开发

发布时间:

2020-11-13

一．概述国际原油价的不断上涨，全社会对环境恶化全球变暖的更加关注，加之各国政府税收的倾斜和政策的扶持，促使在全世界范围内替代能源尤其是电动汽车的市场份额不断增长。电动汽车主要包括三类，即纯电动汽车，混合动力汽车和燃料电池汽车。纯电动汽车和燃料电池汽车是完全由一个电动马达驱动的，而混合动力汽车结合内燃机与电动机，在加速和低速条件下内燃机的效率不高时由电动机支持。他们共同的特点是使用高达600V的或更

一．概述

国际原油价的不断上涨，全社会对环境恶化全球变暖的更加关注，加之各国政府税收的倾斜和政策的扶持，促使在全世界范围内替代能源尤其是电动汽车的市场份额不断增长。

电动汽车主要包括三类，即纯电动汽车，混合动力汽车和燃料电池汽车。纯电动汽车和燃料电池汽车是完全由一个电动马达驱动的，而混合动力汽车结合内燃机与电动机，在加速和低速条件下内燃机的效率不高时由电动机支持。他们共同的特点是使用高达600V的或更高的驱动电压，涉及到布线，他们都有着相同的基本要求，既是在EMI（电磁干扰）保护系统下的安全传输高的电流和电压。作为高压电缆是用于连接高电压电池、逆变器、空调压缩机、三相发电机和电动机，实现动力电能的传输。

电动汽车的基本原理似乎很简单。但深入分析，系统的制造商正在面临着一系列的挑战需要克服。对电动汽车高压电缆，其柔韧性，屏蔽，安全，尺寸等项目提出了新的技术要求，因为这些会影响大电流和高电压的组件的布线。而面对每一个可能的动力系统不同的技术要点，对所需的组件也提出了不同的特殊要求。

需要说明的是电动汽车的高压系统并不是典型的高压系统，相关术语如“高电压”和“高电流”必须仅限定在汽车领域范围内，和常规汽车的低压系统相对而言。在其他领域参照系统则采用完全不同的标准，如电力领域高电压定义起步就是几千伏水平。

二．对电动汽车高压电缆的要求

创新的电动汽车设计对高压电缆和系统组件提出了新的挑战，这些要求不能完全采用现有的解决方案。具体要求分析如下。

1．电压

和常规汽车电缆的基本差异是结构需要按额定电压600 V设计，而如果在商用车和公共汽车上使用，额定电压可高达1000 V。相比之下，甚至更高。目前由内燃机驱动的汽车使用的电缆被设计为额定电压60 V。

系统在产生的功率（P ＝ U×I）不变的情况下，由于使用较低的电流，高电压可以减少在传输系统的功率损耗（PLOSS＝ I2×R）。

2．电流

由于电缆连接电池，逆变器和电动机，高压电缆需要传输高电流。根据系统组件的功率要求，电流可达到250A到450A。这么高的电流在常规驱动的车辆上是很难找到的。

3．温度

高电流传输的结果导致高功耗和组件的加热。因此高压电缆设计为承受较高的温度。目前可以看出对温度要求有进一步增加的趋势。

相比之下，目前的车辆通常使用电缆的额定温度到105℃就足够了，只要是电缆不是用在发动机舱或其它耐较高的温度的区域。电动汽车高压电缆通常要高于这个温度，如125℃或150℃。