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承受并不會使導線的基本特性出現退化的交/直流有限電壓值。
在電池系統的回路中,最大額定電壓可以達到直流600V,在導線選型時需要特別關注廠商對于導線工作電壓的規定。導線的額定電壓應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果。例如:
· 導線尺寸
· 導線材料
· 導線長度
· 線芯電阻系數
導線的安培容量以及容許溫升是與導線規格截面積密切相關的??梢猿醪礁鶕缇€圖的特定規格的導線發煙曲線來進行選擇。
圖*—M6040導線發煙曲線
導線發煙曲線和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。
持續工作溫度
持續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。容許的穩態(持續)電流造成的導線總溫度要少于持續工作溫度。對于持續工作狀態,在給定的環境溫度條件下導線的穩態安培容量定義是指特定的電流,導線持續此電流承受3000小時并且不會超過絕緣層的持續工作溫度。
4. 最大過載溫度
最大過載溫度是指在導線絕緣層持續工作溫度的基礎在加上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 - I2t
當短路發生時大量的熱能將會產生。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。I 代表短路電流(RMS),t代表短路時間(單位秒)。
6. 導線發煙曲線
此曲線表現了當電流在特定時間超過了特定水平導線發煙就會出現的現象。
圖*—導線發煙曲線
a) 導線初步選型的步驟如下:
首先根據客戶的應用電器設備信息以及電流、電壓、溫度要求,結合M-Spec規格書從BOD文件中篩選潛在可行的線束規格,如M6040規格系列等。
?輸入信息:客戶的應用電器設備信息以及電流、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:導線規格,如M6040規格系列
表*—CableBOD
Cable Matrix | ||||
Cable Master | Insulation Mat'l (abbr) | Temperature | Cable Size (mm2) | Application |
M3075 | Crosslinked Polyethylene (XLPE) | > -40°C < 135°C | 0.5 / 0.8 / 1.0 / 3.0 | low voltage circuit |
M3070 | Crosslinked Polyethylene (XLPE) | > -40°C < 135°C | 2.0 / 3.0 / 5.0 | high voltage circuit |
M3252 | Crosslinked Polyethylene (XLPE) | > -40°C < 135°C | 13.0 / 19.0 | low voltage circuit(battery cable) |
M6040 | Crosslinked Polyethylene (XLPE) | > -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 | <80°C | 0.5 | low voltage circuit |
M3253 | JACKET PVC | <100°C | 0.5 | low voltage circuit |
M3207 | THIN WALL – TXL CABLE AUTOMOTIVE, LOW TENSION CROSS LINKED | > -40°C < 150°C | 0.5 | low voltage circuit |
b) 向供應商獲得需要規格的導線發煙曲線,通過電流和線芯溫度曲線來初步選取可行線徑規格,如截面積35mm2或50mm2等。
?輸入信息:初選的導線規格以及客戶的電流、電壓、溫度要求
?選型工具:相應規格導線的發煙曲線
?輸出信息:初選導線線徑范圍,如截面積大于35mm2等
例如:客戶端設備的環境溫度是85℃,工作電流要求200A,而我們通過M6040的發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℃,可以發現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。說明在環境溫度85℃,工作電流200A情況下, 16SQ和25SQ的導線溫度已經超出的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的線徑規格。
圖*—導線特性曲線
c) 將選出的線徑規格導線信息按照一下輸入信息列表輸入”Cable Simulation Tool”,得出相應的”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:以下導線模擬系統所需導線特性參數的輸入信息可以結合導線規格資料以及從供應商處獲得。
圖*—“Cable Simulation Tool”輸出結果