线束趋势:电动化、智能化和轻量化带来变革新机遇
1 电动化趋势加速,高压线需求增加
汽车线缆产品包括常规线缆和特殊线缆。常规线缆包括PVC 低压线缆及交联高温线缆:PVC 低压线缆为我国汽车线缆普遍采用的线缆,以聚氯乙烯作为线缆的绝缘材料,因其成本较低且加工相对容易故广泛使用;交联高温线缆使用的绝缘材料主要为交联聚乙烯,这是一种含有机过氧化物的聚乙烯,在线缆制造过程中经过电子辐照工序,把聚乙烯的分子排列结构从平行结构变为网状结构,使聚乙烯更为稳定,所以具有更好的耐高温、耐磨损和耐化学腐蚀等特性,因其较好的特性,目前在汽车上的使用越来越广泛。特殊线缆包括铝线缆、对绞线缆、屏蔽线缆、硅橡胶线缆、多芯护套线缆、同轴线缆、数据传输线缆、充电线缆等,特殊目 录
线束趋势:电动化、智能化和轻量化带来变革新机遇
1 电动化趋势加速,高压线需求增加
2 智能化浪潮已至,高速数据线迎新机
3 轻量化趋势下铝材替代铜材,成本端有望降低
线缆中的硅橡胶线缆、充电线缆等为主要应用于新能源汽车的电缆。
lavida表:汽车线缆产品
分类
图片
应用领域
性能特点
常规线缆
PVC 低压线缆
交联高温线缆
特殊线缆
铝线缆
发动机油底壳对绞线缆
屏蔽线缆
硅橡胶线缆
多芯护套线缆
同轴线缆摩托车托运
数据传输线缆 充电线缆
汽车内仪器仪表、电机控制器、电子设备等 传统电瓶连接线、传统汽车发动机舱、蓄电瓶
用于CAN-BUS 数据总线,汽车内传感器和控制单元
通讯、音视频、仪表和电子设备及自动化装置等有电磁兼容要求的线路连接
用于电动汽车内部充放电系统高压电源的连接
用于汽车控制部件的连接
用于高频数字、移动通信、GPS 、无线电广播
后视摄像系统、USB 等 新能源电动汽车充电系统与外部电源的连接
使用PVC 、PP 、XLPE 绝缘材料,外径小易安装,耐高温、耐磨损、耐油、耐老化 重量轻,适应汽
车减重的轻量化要求;节油、减少排放且成本远低于铜导体 由相互绝缘的金属导线绞合而成,减少外界电磁干扰、弯曲性好
通过添加屏蔽层来实现线路与外界电磁信号的屏蔽,满足线路的电磁兼容性的要求,解决了非屏蔽汽车线缆容易受到外界电磁干扰或对外界产生电磁干扰的问题 耐高温、耐高压、柔软弯曲、优异的电磁兼容性
具有多信号传输和可承受反复弯曲及扭曲的特性
具有优异的耐高温性、耐弯曲性、信号高速传输性以及电磁兼容性 使用灵活、传输性能优越等
具有优良的耐高低温、耐紫外线、耐磨及柔软弯曲性能
电动化趋势下,高压线需求提升。电动车需要的高压线有动力电池高压电缆、电机控制器电缆、快充线束、慢充线束、高压附件线束。新能源汽车中的车内高压线束主要是对车辆提供高压强电供电作用,在新能源汽车中属于高安全件,具有大电压/大电流、大线径导线数量多等特点。高压线缆特点:电动乘用车高压电缆承受的电压较高(额定电压最高600V)、电流较大(额定电流最高600A),电磁辐射较强,故电缆的直径明显增大,还应采用同轴结构以抗电磁干扰。
表:高压线束分类
分类用途
高压线动力电池高压电缆连接动力电池到高压盒之间的线束
电机控制器电缆连接高压盒到电机控制器之间的线束
快充线束连接快充口到高压盒之间的线束
慢充线束连接慢充口到车载充电机之间的线束
欧宝跑车高压附件线束
连接高压盒到DC/DC、车载充电机、空调压缩机、空调PTC之间
的线束
高压线结构、工艺更为复杂。高压导线由二次护套(也称为外绝缘层)、铝箔、屏蔽编织层、内绝缘层和芯线(导体)组成。因高压线缆的特性,在结构上其相比于低压线缆多了绝缘层和屏蔽层。高压线缆在加工工艺上多了编织和护套挤出工艺,工艺上相比低压线缆也更为复杂。
图:高压线缆结构
常规线缆中选取PVC低压线缆,特殊线缆中选取硅橡胶线缆,对比二者加工工艺发现,硅橡胶线缆因结构更复杂所以需要多次挤出工艺,包裹的绝缘层数更多,因此工艺更为复杂。图9:PVC低压线缆和硅橡胶线缆加工工艺
图9:PVC低压线缆和硅橡胶线缆加工工艺
2013年奥迪a4l高压线绝缘层的作用:1)绝缘:防止芯线与其他外部导体接触产生短路;2)保护芯线;3)
IP防护:防尘、防水、防触碰;4)提供柔韧性,便于在车身上布置;5)防刮磨,阻燃等
在耐候性和可靠性方面的特殊作用。
高压线缆对绝缘层材料要求较高,硅胶为最优解。和低压导线仅有外绝缘层不同的是,高压
导线有内外两层绝缘层,外绝缘层也常被称为二次护套。内外绝缘层的制造材料一般有
XLPO(交联聚烯烃),SIR(硅橡胶)和TPE(热塑性弹性体)三种。高压线缆所需绝缘材料应满
足高温、耐老化、抗断裂、柔性好等特点。硅橡胶具有耐热性能好、弯曲半径小、比重较小、
老化性能优秀等特点,为高压线缆绝缘材料的最优解。
表5:硅橡胶、XLPO、TPE绝缘材料对比
项目SIR(硅橡胶)XLPO(交联聚烯烃)TPE(热塑性弹体)排序
奥迪q8温度等级180℃~200℃125℃~150℃125℃耐温水平:SIR>XLPO>TPE
硬度60~70ShA 75~95ShA 80~95ShA 最小弯曲半径:SIR<TPE<XLPO
抗张强度8~10 10.3 10.3 强度水平:XLPO>TPE>SIR
断裂伸长率400~600 200 400 伸长率水平:SIR>TPE>XLPO
抗撕裂长度10~25 15 15 硅胶的硬度较难通过组成材料的改变而改变
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