汽车中的线束是电气系统的重要部件,主要是在汽车电气系统中扮演能量输送和信号传递的作用。传统内燃机汽车中的线束电线常用规格有标称截面积0.5、0.75、1.0、1.5、2.0、2.5、4.0、6.0等平方毫米的电线,它们各自都有允许负载电流值,配用于不同功率用电设备的导线。例如,0.5mm2规格线适用于仪表灯、指示灯、门灯、顶灯等;0.75mm2规格线适用于牌照灯,前后小灯、制动灯等;1.0mm2规格线适用于转向灯、雾灯等;1.5mm2规格线适用于前大灯、喇叭等;主电源线例如发电机电枢线、搭铁线等要求2.5至4mm2的电线。传统内燃机汽车中有长达2km的导线,2000多个线头,一些高端车型的导线长达4km,触点超过4000个。
在新能源汽车特别是纯电动汽车中,除了12V电路系统以外,还有一个电压超过300V主要用于动力驱动系统的电路系统,该系统中需要采用高压线束来连接各个电路中的单元。高压线束是新能源汽车高压电气系统关键的组成部分,它是新能源汽车安全可靠运行的重要保证。
图表1.纯电动汽车车高压电缆系统典型结构
由于高压线束中需要具备非常高的功率输送能力,所以其需要具备优异的载流性能,同时能够在较大的温度范围条件下稳定工作。同时,根据欧洲的安全法律规定,人体的安全电压在50V以内,任何超过60V电压的系统,在导线和连接处都需要有特殊的绝缘措施,并且在颠簸的汽车运行环境下具备良好的机械强度,防止高压漏电。据2012年比亚迪E6被撞着火事后调查报告,专家组认为事故的原因是因为E6被撞后动力电池组和高压配电单元受到严重挤压并破损,导致高压线路与车体之间形成短路,产生电弧,并引燃内饰材料及部分动力电池等可燃物质。由此可见,新能源汽车中的高压线束较传统汽车中的12V电路中的线束,有更为突出显著的安全隐患,所以需要在线束的设计方面更多的考虑安全性因素。
热缩材料是汽车线束中重要的绝缘材料,一般由聚乙烯和聚氯乙烯制成,主要特性是加热收缩包覆在物体外表面,能够起到绝缘、防潮、密封、保护和接续等作用。据深圳前瞻咨询的报告,国内的热缩材料用于汽车制造的市场占比还非常低,只有20%左右,全球80%的市场占比被美国瑞侃与日本住友占据。目前国内生产的汽车用双壁热缩套管的价格只有美国瑞侃、日本住友的20%-50%。以此为基础计算,如果采用国内厂家产品的话,每辆汽车线束中热缩材料的价值为100~200元,而使用国外的热缩套管的价格为200-500元,国内生产商在产品价格方面具有非常显著的竞争力。所以,国内生产商每提升全球热缩材料5%的市场占有率,将新增20亿美元的市场价值。
在高压线束方面,上世纪80年代,日本的矢崎和住友便开始为日本汽车企业开发专用的高压线束,到了20世纪90年代,美国的德尔福开始为通用开发高压线束产品。从技术方面,日本和美国的高压线束已形成了体系,并在实际使用中得到验证和持续的改善。
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