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[汽车线束] 特斯拉高压系统及高压线束解析

P:2023-01-23 20:33:58

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Model S高压总成主要包含以下几部分:充电接口、动力电池系统、交流感应电机、车载充电机、高压配电盒、

加热器、直流转换器DCDC、空调压缩机,各部件在车身上的布局如下图:


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Model S各高压部件使用橙色高压线束相连接,整车高压线束的长度22.56m,共分为9段高压线束,9段高压线束连接的高压部件及长度如下表所示。

高压线束连接的高压部件

高压线束长度(M)

充电接口-车载充电机

2*2.13=4.26

车载充电机-后高压转接盒

2*0.99=1.98

后高压转接盒-后驱动电机

2*1.04=2.08

后高压转接盒-前高压转接盒

2*3.84=7.68

前高压转接盒-前驱动电机

2*0.69=1.38

前高压转接盒-空调压缩机

2*0.79=1.58

前高压转接盒-DCDC

2*0.25=0.5

前高压转接盒-液体PTC

2*0.81=1.62

前高压转接盒-座舱PTC

2*0.74=1.48



高压电缆介绍


特斯拉高压线束选用美国 公司  CHMPLAIN Cable 的150 XLE High Voltage Shielded Battery Cable,手感柔软,感觉比国内的硅胶电缆柔软度还好,好的柔软度同时提升了狭小空间的安装便利性。

Champlain开发的EXRAD ERGOFLEX? 辐照交联聚烯烃绝缘材料。这种材料化学与加工技术相结合,使得最终产品能够满足柔韧性、ISO-19642合规性、带材性能和压缩永久变形特性的所有要求。另外,它比许多现有产品的成本更低。对现有三元乙丙橡胶材料的并排测试表明,EXRAD ERGO-FLEX? 实际上是更灵活,更小,更轻。

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下图显示了特斯拉电缆的结构。

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其凸显特点有耐高温、耐油、柔软易布线,国产高压电缆多为耐温等级125℃的交联电缆,且壁厚比特斯拉电缆厚,由于特斯拉电缆耐温等级高,壁薄利于散热,另超声波焊接的低电阻,电缆在相同环境温度下,相同规格导体特斯拉电缆载流能力更好,特斯拉电缆单丝导体较国内电缆细,且护套壁薄,是造成其柔然的原因,具体性能如下方图片。

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高压电缆的外部多采用的是自卷编织防护套管防护,只有后驱动电机高压线束、液体加热器、车厢加热器的高压线束使用了波纹管防护。
如充电插座的高压线束使用了自卷编织防护套管防护,此些线束大部分是布置在车厢内,使用环境好,另高压线束的固定多以轧带的形式固定。

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如后驱动电机的高压线束使用了波纹管防护,此些线束大部分是布置在车厢外,使用环境相对较差。

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充电插座高压线束采用的是50平方的屏蔽高压电缆,截断之后的断面如下,MODEL 3的充电插座高压线束是95平方,从两者线径来看,MODEL 3的充电功率得到了大幅的提升。

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高压线束和各零部件间的连接结构

Model S的高压连接接口,大线径都是采用过孔和螺栓固定铜鼻子的结构
分为两种固定形式,其中一种如下边,应用在驱动电机及车载充电机、充电插座上

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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。
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具有以下优势

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;

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;

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。

高压线束端子使用超声波焊接工艺获得更小的连接电阻,另外有趣的是其端子的应用形式不同,有前边开口的端子和未开口的圆孔端子区分。

此种闭口的应为使用螺栓固定的端子。

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此种前端开口的端子个人感觉应该使用使用螺母固定的,即高压部件上是预留的螺栓,因为开口不用抬起线束对准圆孔。

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此种结构的连接器,应用在高压部件不开盖的情况下,不用打螺栓固定连接端子,只需直接插入,将外壳的两颗螺栓进行固定。

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