雪佛蘭Bolt &Tesla 高壓線束及連接器分析

上篇主要說Bolt的高壓電氣組件布置安裝有特點,通過在組件上鑄造安裝螺栓對上方組件進行固定,如下圖紅圈,另外更正下上一篇中的一個錯誤,8是DCDC、9是PDU。

雪佛蘭Bolt &Tesla 高壓線束及連接器分析的圖1

接下來我們看下Bolt電氣部件間的高壓線束連接及連接器的形式。

1、電機控制器到驅動電機的連接線

連接形式:帶在線束上的接線盒;

固定形式:金屬包膠卡子、成型鋁管;

電纜防護形式:波紋管;

雪佛蘭Bolt &Tesla 高壓線束及連接器分析的圖2

驅動電機使用3高壓線束連接,如下方所示,這套電機線非常有意思,接線盒直接帶在高壓線束上,并且接線盒出來后方使用了鋁管對高壓線束的走向進行了定,使高壓線束能夠獲得想要的彎曲走向及轉彎半徑,避開支架,成型鋁管使用的長度應該不長,中間彎曲部分的電纜應該沒有鋁管,畢竟驅動電機是個振動部件,此線不可能沒有柔性余量,鋁管成型的工藝我們在Tesla Moldel Y的充電插座線束上看到使用

這根線束有意思的是接線盒帶在線束上,國內目前電機的接線盒都是固定在電機上的,我覺得Bolt這種設計更考慮了整車裝配的方便性,但是比這插接連接器還是略顯笨拙,不知道工程師是否是考慮驅動電機的振動,選用螺栓固定提升連接器的耐振動性能想出這么奇怪的結構,但是我覺得還是有一定亮點的,一個是接線端子上直接帶有螺栓,三顆螺栓更易安裝,另外接線盒上蓋和接線盒主體,只使用了兩顆螺栓就將盒蓋、接線盒固定到位,另外此電機線使用類似金屬鍍膠卡子固定,可能還是考慮電機線的強度,此接線盒安裝大家可以仔細看下視頻。

雪佛蘭Bolt &Tesla 高壓線束及連接器分析的圖3

2、PDU到電機控制器

連接形式:金屬外殼連接器、片式端子;

固定形式:線束較短,無固定;

電纜防護形式:波紋管;

雪佛蘭Bolt &Tesla 高壓線束及連接器分析的圖4

3、PDU到電池、PDU到電池加熱器、PDU到電池(交流充接口)

連接形式:大電流金屬外殼連接器、片式端子、小電流注塑連接器;

固定形式:線束使用注塑線槽配合扎帶固定;

電纜防護形式:波紋管、線槽;

雪佛蘭Bolt &Tesla 高壓線束及連接器分析的圖5

此處充電時Bolt竟然設計了兩個路徑到電池直流快充時使用金屬大線徑的線束,此線束在車輛工作時將電池電流傳遞給PDU,在交流充電時小線徑傳遞給電池

雪佛蘭Bolt &Tesla 高壓線束及連接器分析的圖6

雪佛蘭Bolt &Tesla 高壓線束及連接器分析的圖7

4、PDU到車載充電機、DCDC、空調壓縮機

連接形式:注塑連接器;

固定形式:扎帶固定;

電纜防護形式:波紋管、多根電纜使用1個波紋管防護然后再進行分支;

雪佛蘭Bolt &Tesla 高壓線束及連接器分析的圖8

5、充電插座到PDU

連接形式:金屬外殼連接器;

固定形式:扎帶固定;

電纜防護形式:波紋管;

雪佛蘭Bolt &Tesla 高壓線束及連接器分析的圖9


總結:Bolt的高壓部件布置集中,各部件設計了相互組裝的固定支座,大電流線束(充電插座、電池到PDU、PDU到電機控制器)使用了金屬外殼片式端子連接器,金屬外殼與其部件外殼比較協調,強度更好,電磁屏蔽更優,電機高壓線束線束上帶好接線盒,比較獨特,電機線使用鋁管成型,線束外都使用波紋管防護,多根線使用線槽固定,整體設計線束布置簡潔徑最優。


特斯拉的連接器也沒有讓我們失望,從Model X、Model S、Model 3再到Model X,每次新車型的推出,都成為行業拆解對標的對象,今天我們就一起來領略下特斯拉高壓連接器設計的奇思妙想。

下邊是前期對特斯拉高壓線束和連接器的分析。

01
Models電機總成連接器
如果讓小編推薦一款特斯拉上最有特色的連接器,那我最想推薦的就是下邊這款應用在Models電機總成上的連接器。
雪佛蘭Bolt &Tesla 高壓線束及連接器分析的圖10
她由一個整體式的鋁合金殼體,殼體外側有屏蔽彈簧圈( spring contact)用于與機殼內壁接觸實現360°屏蔽,有硅橡膠密封圈用于和 殼內壁接觸實現徑向密封,在鋁合金前端收小口徑用于壓接電纜屏蔽編制層,實現電纜和鋁合金殼提的 360°屏蔽,尾部內測有密封膠圈實現電纜和鋁合金外殼的徑向密封。
雪佛蘭Bolt &Tesla 高壓線束及連接器分析的圖11 如果圖片不夠具體形象,我還特意給大家準備了拆解的視頻供大家腦補。

推薦理由:簡單、安全。
  1. 連接器主體只有鋁合金外殼,附件較少,而且能夠減小電機接線的體積,國內普遍使用電機接線盒方案,電機體積偏大;

  2. 裝配簡單,只需要將高壓線束的連接螺栓使用工具固定,其它都不用工具,沒有多余的螺栓結構,也彌補了其不是插接式的方便性的缺陷;

  3. 使用螺栓固定的結構形式,相對耐振動性能可靠,連接更可靠。

02
車載充電機連接器
確切的來講這個不能叫連接器,只是一種連接結構,由于使用在干區,應用環境好,特斯拉充分展示了適宜設計的思想,在機箱殼體過孔位置沒有設計密封膠圈,而是在電纜上壓接金屬環對電纜進行固定,保證電纜導電端頭后端線束能夠有效固定,保證前邊端子導電螺栓不發生旋轉,提升連接可靠性,一般的設計思路是使用注塑線卡進行固定,使用線卡固定需要在車身或外殼上設計支架,會增加不必要的設計難度及重量并且占用更多的空間。
雪佛蘭Bolt &Tesla 高壓線束及連接器分析的圖12
其在充電機上的應用如下邊圖片顯示

雪佛蘭Bolt &Tesla 高壓線束及連接器分析的圖13

如果圖片不夠具體形象,這里也給大家準備了視頻供大家腦補。


推薦理由:適合的才是最好的。
  1. 車載充電機布置在車內,干區環境好,此處未設計膠圈,卡扣等結構,只使用端子進行導電,充分體現了適合應用環境的簡單才是最好;

  2. 在電纜上壓接金屬環用于固定電纜,提升端子固定的穩定性,想法很新穎,能夠減少為固定電纜設計支架,降低設計重量而且將產品做的緊湊,占用空間小。


    03
    Model 3充電連接器


聲明:此部分摘自線束世界,作者劉凌虛的《從特斯拉Model3的高壓電氣系統探討高壓連接器的發展趨勢》


雪佛蘭Bolt &Tesla 高壓線束及連接器分析的圖14

No.7

直流快充-動力電池之高壓連接器使用HC Stak 35,使用可擴展DEFCON端子,通過增加或減少刀叉型端子的片數便可輕而易舉的實現載流能力的提升或降低。HCStak 35的端子恰恰就是通過3.5mm厚的銅板結合32片刀叉型端子,同時匹配95平方的高壓屏蔽線,從而達到 330A@85℃的載流能力,強力支持特斯拉Model3 充電30分鐘增加274公里的續航里程,同時也支撐了特斯拉V3 Supercharger 250Kw的充電功率。

雪佛蘭Bolt &Tesla 高壓線束及連接器分析的圖15

 端子的獨特設計:傳統連接器通常線束端是方形端子或圓形端子,插座端為片狀端子或者圓柱形端子,而這款HC Stak的線束端端子竟然是銅板,插座端的兩組端子分別由35片叫做DEFCON的端子疊加而成,英文全稱Double-Ended Fork Contact,雙端刀叉型端子。沒錯,就是疊加,就是這么簡簡單單、整整齊齊的碼在一起,安裝在中間白色的塑殼當中(實際并非白色而是塑料粒子的本色)。這看似簡單的白色塑殼卻蘊藏了工程師的奇思妙想,既對端子起到固定作用,又在端子和金屬屏蔽之間起到絕緣作用,另外還有一層更重要的作用,那就是防止手指觸碰的安全保護作用。根據國際電工標準IEC60529/IP2XB,手指防護涉及生命安全,必須嚴格執行安全標準.

雪佛蘭Bolt &Tesla 高壓線束及連接器分析的圖16
跟市面上相同電流等級Class4的主流高壓連接器放在一起,你會驚訝的發現:尺寸竟然小了三分之一還多!事實的確如此,HC Stak在相同電流等級的連接器中以最嬌小的身軀為特斯拉高度集成的電氣系統的布局最大限度地節約了空間。

雪佛蘭Bolt &Tesla 高壓線束及連接器分析的圖17

推薦理由:創新、模塊化的端子結構設計

1.HC Stak 35創新性的端子結構設計,提升了導電能力、減小了連接器的體積;

2.模塊化的端子設計,可以通過改變疊片數量來設計不同導電能力的連接器,降低了端子加工成本。


雪佛蘭Bolt &Tesla 高壓線束及連接器分析的圖18


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