Con il rapido progresso della tecnologia dei veicoli a nuova energia, varie case automobilistiche hanno introdotto una serie di nuovi prodotti per veicoli a energia, inclusi veicoli elettrici puri, veicoli ibridi e veicoli a idrogeno, in risposta alla promozione da parte del governo di politiche sui veicoli a energia verde. La tecnologia dei veicoli a nuova energia sta gradualmente migliorando e la tendenza è la sostituzione dell'energia elettrica con i carburanti tradizionali come fonte di energia del veicolo. Il cablaggio ad alta tensione è il principale sistema di collegamento e trasmissione per l'alimentazione e la funzionalità del veicolo. A causa dell’alta tensione nei veicoli a nuova energia, la progettazione di cablaggi ad alta tensione deve affrontare sfide in termini di soluzioni progettuali e layout.
I. Soluzioni di progettazione per cablaggi ad alta tensione
- Design del cablaggio a doppio binario
Il design del cablaggio ad alta tensione per i veicoli a nuova energia adotta un sistema a doppio binario. Poiché la tensione di uscita della batteria è elevata e supera la tensione sicura 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 aderire rigorosamente al design a doppio binario. I cablaggi ad alta tensione comuni includono cavi ad alta tensione del sistema di trasmissione, cavi ad alta tensione della batteria di alimentazione, cavi ad alta tensione della porta di ricarica, cavi ad alta tensione del compressore dell'aria condizionata e 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 elettricità ad alta tensione e ad alta corrente e sono componenti essenziali per garantire la sicurezza delle persone nel veicolo. Pertanto, quando si selezionano connettori ad alta tensione, è necessario considerare attentamente fattori quali la resistenza all'alta tensione, il livello di protezione, l'interblocco del circuito e le capacità di schermatura. Attualmente, per la selezione dei connettori ad alta tensione vengono utilizzati principalmente fornitori affidabili e leader 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 elettricità ad alta tensione. Pertanto, viene utilizzato un filo con schermatura intrecciata. Quando si selezionano i connettori, sono preferibili progetti con capacità di schermatura per stabilire una connessione ad anello chiuso con lo strato di schermatura del cablaggio ad alta tensione, sopprimendo le interferenze elettromagnetiche generate dal cablaggio ad alta tensione.
Vista in sezione trasversale di un cablaggio ad alta tensione
II. Progettazione del layout di cablaggi elettrici ad alta tensione
- Principi di disposizione del cablaggio ad alta tensione
a) Principio di prossimità: quando si dispongono cablaggi ad alta tensione per veicoli a nuova energia, l'obiettivo è ridurre al minimo la lunghezza dei percorsi del cablaggio. Questo approccio evita eccessive cadute di tensione dovute a percorsi lunghi e si allinea ai principi di progettazione di riduzione dei costi e riduzione del peso.
b) Principio di sicurezza: oltre alla prossimità, la disposizione dei cablaggi ad alta tensione dovrebbe considerare anche principi come l'occultamento, il rispetto delle norme di sicurezza e di collisione e la facilità di manutenzione. Sono inoltre necessarie misure di protezione efficaci per i cablaggi ad alta tensione. Una disposizione non corretta dei cablaggi ad alta tensione può provocare dispersioni elettriche, incendi e rischi per gli occupanti. - Tipi di layout del cablaggio ad alta tensione
Attualmente vengono utilizzati due tipi comuni di layout del cablaggio ad alta tensione: layout a strati e layout parallelo. Entrambi i tipi mirano a separare i cablaggi ad alta tensione da quelli a bassa tensione per ridurre le interferenze elettromagnetiche dalla comunicazione ad alta tensione a quella a bassa tensione.
a) Progettazione del layout a strati: come suggerisce il nome, i cablaggi ad alta tensione e a bassa tensione sono separati da una certa distanza nel layout a strati, impedendo che le interferenze elettromagnetiche provenienti dal sistema ad alta tensione influenzino l'alimentazione e la trasmissione del segnale del centralina di controllo a bassa tensione. Lo schema seguente illustra la progettazione del layout a strati per i cablaggi ad alta e bassa tensione.
b) Progettazione del layout parallelo: nel layout parallelo, i cablaggi hanno lo stesso percorso ma sono fissati al telaio o alla carrozzeria del veicolo in parallelo. Adottando la disposizione parallela, i cablaggi di alta tensione e di bassa tensione vengono mantenuti separati senza incrociarsi tra loro. Lo schema seguente mostra un esempio di progettazione con layout parallelo, con il cablaggio ad alta tensione sul telaio sinistro e il cablaggio a bassa tensione sul telaio destro.
A causa delle differenze nella struttura del veicolo, nella disposizione dei componenti elettrici e nelle limitazioni spaziali, una combinazione di questi due tipi di layout viene comunemente utilizzata nella progettazione di cablaggi per veicoli a nuova energia per ridurre al minimo o evitare interferenze tra la comunicazione ad alta e bassa tensione.
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Orario di pubblicazione: 25 dicembre 2023
