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雪佛兰Bolt &Tesla 高压线束及连接器分析

接下来我们看下Bolt电气部件间的高压线束连接及连接器的形式。

1、电机控制器到驱动电机的连接线

连接形式:带在线束上的接线盒;

固定形式:金属包胶卡子、成型铝管;

电缆防护形式:波纹管;

驱动电机使用3根高压线束连接,如下方所示,这套电机线非常有意思,接线盒直接带在高压线束上,并且接线盒出来后方使用了铝管对高压线束的走向进行了定型,使高压线束能够获得想要的弯曲走向及转弯半径,避开支架,成型铝管使用的长度应该不长,中间弯曲部分的电缆应该没有铝管,毕竟驱动电机是个振动部件,此线不可能没有柔性余量,铝管成型的工艺我们在Tesla Moldel Y的充电插座线束上看到使用。

这根线束有意思的是接线盒带在线束上,国内目前电机的接线盒都是固定在电机上的,我觉得Bolt这种设计更考虑了整车装配的方便性,但是比这插接连接器还是略显笨拙,不知道工程师是否是考虑驱动电机的振动,选用螺栓固定提升连接器的耐振动性能想出这么奇怪的结构,但是我觉得还是有一定亮点的,一个是接线端子上直接带有螺栓,三颗螺栓更易安装,另外接线盒上盖和接线盒主体,只使用了两颗螺栓就将盒盖、接线盒固定到位,另外此电机线使用类似金属镀胶卡子固定,可能还是考虑电机线的强度,此接线盒安装大家可以仔细看下视频。

2、PDU到电机控制器

连接形式:金属外壳连接器、片式端子;

固定形式:线束较短,无固定;

电缆防护形式:波纹管;

3、PDU到电池、PDU到电池加热器、PDU到电池(交流充接口)

连接形式:大电流金属外壳连接器、片式端子、小电流注塑连接器;

固定形式:线束使用注塑线槽配合扎带固定;

电缆防护形式:波纹管、线槽;

此处充电时Bolt竟然设计了两个路径到电池,直流快充时使用金属大线径的线束,此线束在车辆工作时将电池电流传递给PDU,在交流充电时用小线径传递给电池

4、PDU到车载充电机、DCDC、空调压缩机

连接形式:注塑连接器;

固定形式:扎带固定;

电缆防护形式:波纹管、多根电缆使用1个波纹管防护然后再进行分支;

5、充电插座到PDU

连接形式:金属外壳连接器;

固定形式:扎带固定;

电缆防护形式:波纹管;

总结:Bolt的高压部件布置集中,各部件设计了相互组装的固定支座,大电流线束(充电插座、电池到PDU、PDU到电机控制器)使用了金属外壳片式端子连接器,金属外壳与其部件外壳比较协调,强度更好,电磁屏蔽更优,电机高压线束线束上带好接线盒,比较独特,电机线使用铝管成型,线束外都使用波纹管防护,多根线使用线槽固定,整体设计线束布置简洁,路径最优。

下方为视频,建议大家可以学习研究。

特斯拉的连接器也没有让我们失望,从Model X、Model S、Model 3再到Model X,每次新车型的推出,都成为行业拆解对标的对象,今天我们就一起来领略下特斯拉高压连接器设计的奇思妙想。

下边是前期对特斯拉高压线束和连接器的分析。

01
Models电机总成连接器
如果让小编推荐一款特斯拉上最有特色的连接器,那我最想推荐的就是下边这款应用在Models电机总成上的连接器。
她由一个整体式的铝合金壳体,壳体外侧有屏蔽弹簧圈(spring contact)用于与机壳内壁接触实现360°屏蔽,有硅橡胶密封圈用于和壳内壁接触实现径向密封,在铝合金前端收小口径用于压接电缆屏蔽编制层,实现电缆和铝合金壳提的360°屏蔽,尾部内测有密封胶圈实现电缆和铝合金外壳的径向密封。
推荐理由:简单、安全。
  1. 连接器主体只有铝合金外壳,附件较少,而且能够减小电机接线的体积,国内普遍使用电机接线盒方案,电机体积偏大;

  2. 装配简单,只需要将高压线束的连接螺栓使用工具固定,其它都不用工具,没有多余的螺栓结构,也弥补了其不是插接式的方便性的缺陷;

  3. 使用螺栓固定的结构形式,相对耐振动性能可靠,连接更可靠。

02
车载充电机连接器
确切的来讲这个不能叫连接器,只是一种连接结构,由于使用在干区,应用环境好,特斯拉充分展示了适宜设计的思想,在机箱壳体过孔位置没有设计密封胶圈,而是在电缆上压接金属环对电缆进行固定,保证电缆导电端头后端线束能够有效固定,保证前边端子导电螺栓不发生旋转,提升连接可靠性,一般的设计思路是使用注塑线卡进行固定,使用线卡固定需要在车身或外壳上设计支架,会增加不必要的设计难度及重量并且占用更多的空间。
其在充电机上的应用如下边图片显示

推荐理由:适合的才是最好的。
  1. 车载充电机布置在车内,干区环境好,此处未设计胶圈,卡扣等结构,只使用端子进行导电,充分体现了适合应用环境的简单才是最好;

  2. 在电缆上压接金属环用于固定电缆,提升端子固定的稳定性,想法很新颖,能够减少为固定电缆设计支架,降低设计重量而且将产品做的紧凑,占用空间小。

    03
    Model 3充电连接器

声明:此部分摘自线束世界,作者刘凌虚的《从特斯拉Model3的高压电气系统探讨高压连接器的发展趋势》

No.7

直流快充-动力电池之高压连接器使用HC Stak 35,使用可扩展DEFCON端子,通过增加或减少刀叉型端子的片数便可轻而易举的实现载流能力的提升或降低。HCStak 35的端子恰恰就是通过3.5mm厚的铜板结合32片刀叉型端子,同时匹配95平方的高压屏蔽线,从而达到330A@85℃的载流能力,强力支持特斯拉Model3 充电30分钟增加274公里的续航里程,同时也支撑了特斯拉V3 Supercharger 250Kw的充电功率。

 端子的独特设计:传统连接器通常线束端是方形端子或圆形端子,插座端为片状端子或者圆柱形端子,而这款HC Stak的线束端端子竟然是铜板,插座端的两组端子分别由35片叫做DEFCON的端子叠加而成,英文全称Double-Ended Fork Contact,双端刀叉型端子。没错,就是叠加,就是这么简简单单、整整齐齐的码在一起,安装在中间白色的塑壳当中(实际并非白色而是塑料粒子的本色)。这看似简单的白色塑壳却蕴藏了工程师的奇思妙想,既对端子起到固定作用,又在端子和金属屏蔽之间起到绝缘作用,另外还有一层更重要的作用,那就是防止手指触碰的安全保护作用。根据国际电工标准IEC60529/IP2XB,手指防护涉及生命安全,必须严格执行安全标准.

跟市面上相同电流等级Class4的主流高压连接器放在一起,你会惊讶的发现:尺寸竟然小了三分之一还多!事实的确如此,HC Stak在相同电流等级的连接器中以最娇小的身躯为特斯拉高度集成的电气系统的布局最大限度地节约了空间。

推荐理由:创新、模块化的端子结构设计

1.HC Stak 35创新性的端子结构设计,提升了导电能力、减小了连接器的体积;

2.模块化的端子设计,可以通过改变叠片数量来设计不同导电能力的连接器,降低了端子加工成本。

end

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