Con il rapido progresso della tecnologia dei veicoli a nuova energia, diverse case automobilistiche hanno introdotto una serie di prodotti, tra cui veicoli elettrici puri, veicoli ibridi e veicoli a idrogeno, in risposta alla promozione governativa di politiche per i veicoli a energia verde. La tecnologia dei veicoli a nuova energia sta gradualmente migliorando e la sostituzione dell'energia elettrica ai combustibili tradizionali come fonte di alimentazione del veicolo è una tendenza. Il cablaggio ad alta tensione è il principale sistema di collegamento e trasmissione per l'alimentazione e le funzionalità del veicolo. A causa dell'alta tensione nei veicoli a nuova energia, la progettazione dei cablaggi ad alta tensione presenta sfide in termini di soluzioni progettuali e layout.
I. Soluzioni di progettazione per cablaggi ad alta tensione
- Progettazione del cablaggio a doppio binario
Il cablaggio ad alta tensione per i veicoli a nuova energia adotta un sistema a doppio binario. Poiché la tensione di uscita della batteria di alimentazione è elevata e supera la tensione di sicurezza per l'uomo, la carrozzeria del veicolo non può fungere da punto di messa a terra per il cablaggio ad alta tensione. Nel sistema di cablaggio ad alta tensione, il circuito ad alta tensione CC deve rispettare rigorosamente il design a doppio binario. I cablaggi ad alta tensione più comuni includono i cavi ad alta tensione del sistema di trazione, i cavi ad alta tensione della batteria di alimentazione, i cavi ad alta tensione della porta di ricarica, i cavi ad alta tensione del compressore dell'aria condizionata e i cablaggi della pompa del servosterzo. - Selezione e progettazione di connettori ad alta tensione
I connettori ad alta tensione sono responsabili della connessione e della trasmissione di energia elettrica ad alta tensione e ad alta corrente e sono componenti essenziali per garantire la sicurezza delle persone a bordo del veicolo. Pertanto, nella scelta dei connettori ad alta tensione, è necessario considerare attentamente fattori quali la resistenza all'alta tensione, il livello di protezione, l'interblocco del circuito e la capacità di schermatura. Attualmente, per la selezione dei connettori ad alta tensione si utilizzano principalmente fornitori leader e affidabili del settore, come AVIC Optoelectronics, TE Connectivity, Yonggui, Amphenol e Ruike Da.
- Progettazione della schermatura per cablaggi ad alta tensione
I cablaggi ad alta tensione generano forti interferenze elettromagnetiche durante la trasmissione di energia elettrica ad alta tensione. Pertanto, vengono utilizzati fili con schermatura intrecciata. Nella scelta dei connettori, si preferiscono modelli con capacità di schermatura tali da stabilire una connessione ad anello chiuso con lo strato di schermatura del cablaggio ad alta tensione, sopprimendo le interferenze elettromagnetiche generate dal cablaggio stesso.
Vista in sezione trasversale di un cablaggio ad alta tensione
II. Progettazione del layout dei cablaggi ad alta tensione
- Principi di layout del cablaggio ad alta tensione
a) Principio di prossimità: nella progettazione dei cablaggi ad alta tensione per veicoli a nuova energia, l'obiettivo è ridurre al minimo la lunghezza dei percorsi. Questo approccio evita eccessive cadute di tensione dovute a percorsi lunghi ed è in linea con i principi di progettazione di riduzione dei costi e del peso.
b) Principio di sicurezza: oltre alla prossimità, la disposizione dei cablaggi ad alta tensione dovrebbe tenere conto anche di principi quali l'occultamento, il rispetto delle normative di sicurezza e anticollisione e la facilità di manutenzione. Sono inoltre necessarie efficaci misure di protezione per i cablaggi ad alta tensione. Una disposizione non corretta dei cablaggi ad alta tensione può causare perdite elettriche, incendi e rischi per gli occupanti. - Tipi di layout del cablaggio ad alta tensione
Attualmente, vengono utilizzati due tipi comuni di cablaggio ad alta tensione: il layout a strati e il layout parallelo. Entrambi i tipi mirano a separare i cablaggi ad alta e bassa tensione per ridurre le interferenze elettromagnetiche tra le comunicazioni ad alta e bassa tensione.
a) Layout a strati: come suggerisce il nome, i cablaggi ad alta e bassa tensione sono separati da una certa distanza nel layout a strati, impedendo che le interferenze elettromagnetiche provenienti dal sistema ad alta tensione influiscano sull'alimentazione e sulla trasmissione del segnale dell'unità di controllo a bassa tensione. Lo schema seguente illustra il layout a strati per i cablaggi ad alta e bassa tensione.
b) Progettazione con layout parallelo: nella configurazione parallela, i cablaggi seguono lo stesso percorso, ma sono fissati al telaio o alla carrozzeria del veicolo in parallelo. Adottando la configurazione parallela, i cablaggi ad alta e bassa tensione vengono mantenuti separati, senza incrociarsi. Lo schema seguente mostra un esempio di configurazione con layout parallelo, con il cablaggio ad alta tensione sul telaio sinistro e quello a bassa tensione sul telaio destro.
A causa delle differenze nella struttura del veicolo, nella disposizione dei componenti elettrici e nelle limitazioni spaziali, nella progettazione dei cablaggi dei veicoli per nuove energie si usa comunemente una combinazione di questi due tipi di disposizione per ridurre al minimo o evitare interferenze tra le comunicazioni ad alta e bassa tensione.
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Data di pubblicazione: 25-12-2023
