Что вызывает выход из строя высоковольтных жгутов проводов в электромобилях?

Неисправный жгут проводов высокого напряжения электромобиля может вызвать перегрев разъема, пробой изоляции, потерю мощности, остановку автомобиля или дорогостоящий отзыв по соображениям безопасности.

Наиболее эффективным решением является контроль сопротивления клемм, прокладки кабелей, герметизации, экранирования и качества сборки как единой высоковольтной системы. Большинство сбоев начинаются в местах обжима, разъемов, уплотнений, острых точек прокладки или плохо контролируемых интерфейсов, а не в середине исправного кабеля.

Решения DCT для высоковольтных межсоединений, разработанные для энергосистем электромобилей. Источник изображения: Аптив .^[2]

Почему перегреваются высоковольтные разъемы и клеммы?

Слабое обжатие, неполное сопряжение, поврежденная клемма или загрязненная контактная поверхность увеличивают сопротивление и могут выделять достаточно тепла, чтобы расплавить корпус разъема.

Решение состоит в том, чтобы контролировать высоту обжима, установку проводника, фиксацию клемм, контактное сопротивление и положение разъема во время производства. При тестировании на повышение температуры необходимо использовать реальный размер кабеля, профиль тока, температуру окружающей среды и рабочий цикл, а не полагаться только на каталожные номиналы.

Контроль положения разъема и HVIL могут помочь обнаружить неполное соединение. Однако HVIL не может предотвратить перегрев, вызванный обжимом с высоким сопротивлением, который остается электрически подключенным.

Как повреждение трассы и попадание воды приводят к сбою?

Высоковольтный кабель, проложенный по острой кромке или установленный под чрезмерным натяжением, может изнашивать изоляцию и создавать ток утечки, повреждения изоляции или прямое короткое замыкание.

Правильным решением является контроль радиуса изгиба, расстояния между зажимами, разгрузки от натяжения, защиты от истирания и отделения от движущихся или высокотемпературных компонентов. Маршрутизация также должна учитывать движение аккумуляторной батареи, вибрацию, тепловое расширение и обслуживание транспортного средства.

Поврежденные уплотнения или неправильно собранные корпуса могут привести к коррозии клемм и экранирующих интерфейсов водой, солью или охлаждающей жидкостью. Сопряженный соединитель в сборе следует проверять на соответствие реальным условиям установки, а не полагаться только на характеристики уплотнения.

Почему экранирование, HVIL и проверка не работают?

Прерванный экран, плохо заделанная оплетка или поврежденная цепь HVIL могут вызвать электромагнитные помехи, ложные сигналы неисправности или неожиданное отключение из-за высокого напряжения.

Решение состоит в том, чтобы проверить целостность экрана, сопротивление экрана, работу HVIL, сопротивление изоляции и диэлектрическую прочность всего жгута проводов. Экранирование должно оставаться непрерывным на протяжении всего кабеля, разъема, задней оболочки и интерфейса оборудования.

Руководство ZVEI охватывает испытания жгутов высоковольтных проводов, содержащих экранированные кабели, механические компоненты и контактные системы.^[1] Валидацию следует повторить после вибрации, термоциклирования, изгиба, воздействия жидкости и старения под воздействием окружающей среды.

ISO 19642-9 определяет требования к экранированным и неэкранированным автомобильным медным кабелям, используемым в высоковольтных дорожных транспортных средствах.^[3] Соответствующий требованиям кабель все равно может выйти из строя, если процесс его обжатия, уплотнения, разъема или прокладки не контролируется.

Нужна проверка неисправности высоковольтного жгута?

Отправьте данные о напряжении, токе, размере кабеля, модели разъема, фотографии неисправностей, данные о температуре, схему разводки и условия испытаний для практического анализа первопричин или рекомендаций по прототипу.

Часто задаваемые вопросы

Какова наиболее распространенная причина выхода из строя высоковольтной проводки электромобиля?

Соединения с высоким сопротивлением, вызванные плохой обжимкой, неполным соединением, загрязнением или повреждением клемм, являются одними из наиболее серьезных причин.

Может ли вибрация повредить жгут высоковольтных проводов?

Да. Вибрация может ослабить разъемы, усталостные проводники, повредить уплотнения и повредить изоляцию зажимов или металлических кромок.

Почему электромобиль сообщает о неисправности изоляции высокого напряжения?

Общие причины включают повреждение изоляции, попадание воды, токопроводящее загрязнение, коррозию разъема или контакт между кабелем и кузовом автомобиля.

Предотвращает ли HVIL каждый выход из строя высоковольтной проводки?

Нет. HVIL обнаруживает обрыв или неправильное подключение цепи, но не может обнаружить все проблемы с перегревом, уплотнением, экранированием или изоляцией.

Анализ отказов автомобильных жгутов проводов за 15 лет

Основываясь на 15-летнем опыте работы с автомобильными жгутами, я редко рассматриваю выход из строя высоковольтного кабеля как изолированную материальную проблему. Настоящая основная причина обычно находится на стыке кабеля, обжима, разъема, уплотнения, экрана, зажима и трассы автомобиля.

Авторитетные ссылки

[1] ЗВЭИ — Испытания высоковольтных жгутов проводов автомобилей

[2] Aptiv — Высоковольтные разъемы DCT

[3] ISO — ISO 19642-9 Автомобильные высоковольтные медные кабели