1.1與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車型的區(qū)別
純電動(dòng)客車的行駛特點(diǎn)和運(yùn)行工況與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車型的區(qū)別:
1)安全要求。為了滿足車輛動(dòng)力性要求,本項(xiàng)目車型配置額定電壓384 V容量100 Ah的聚合物鏗離子電池組,應(yīng)保證高壓系統(tǒng)運(yùn)行安全,并具備觸電防護(hù)措施。
2)工況復(fù)雜。車輛主要在城市運(yùn)行,路況相對(duì)復(fù)雜,頻繁地起步、加減速和制動(dòng)停車,電器負(fù)荷變化大,同時(shí)還要考慮制動(dòng)能量回饋對(duì)電器系統(tǒng)的影響。
3)多電壓系統(tǒng)。車輛中有12V低壓直流電源、動(dòng)力電池高壓直流電源以及220 V充電交流電源三種電壓系統(tǒng)。
4)工作時(shí)間長(zhǎng)。車輛充電時(shí)間為8~10h,系統(tǒng)應(yīng)在無(wú)人看管的條件下長(zhǎng)時(shí)間可靠運(yùn)行。
1.2高壓線束的工作特點(diǎn)
純電動(dòng)客車的運(yùn)行特點(diǎn)決定了線束的特殊性,相比低壓線束,高壓線束具有以下特點(diǎn):
D高電壓。車輛動(dòng)力電池最高電壓達(dá)到420 V,要求線束絕緣材料具有更高的介電強(qiáng)度和規(guī)格尺寸。
2)大電流。動(dòng)力電池容量為100Ah,按國(guó)標(biāo)試驗(yàn)方法的恒流放電9I3計(jì)算,輸出電流可達(dá)300 A,線束能夠穩(wěn)定運(yùn)行,就需要更大的連接器接觸而積和導(dǎo)線截而積。
3)密封性。水和灰塵的侵蝕將導(dǎo)致線束絕緣性能下降,造成高壓擊穿、漏電等安全隱患,要求線束有更高的防護(hù)等級(jí)。
4)高耐熱。車輛大電流運(yùn)行時(shí)的焦耳效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生熱量,導(dǎo)致線束自身和周圍溫度上升,使線束產(chǎn)生更大的溫升,要求線束具有更好的耐熱性能,客車國(guó)標(biāo)規(guī)定非熱源附件線束的耐溫為105°C,高壓線束耐熱性一般要達(dá)到125℃,甚至更高。
5)抗電磁干擾。電動(dòng)車輛運(yùn)行時(shí),反復(fù)變化的電器負(fù)荷與系統(tǒng)中大量采用的變頻技術(shù),造成線束電壓、電流和頻率的劇烈波動(dòng),產(chǎn)生較大的電磁干擾,并對(duì)車輛本身及周圍環(huán)境的電氣電子設(shè)備造成影響,所以線束需要對(duì)電磁干擾進(jìn)行屏蔽,以滿足電磁兼容性(CEMC)要求嘰
6)耐久性能。線束應(yīng)具有耐溫、耐候、耐介質(zhì)腐蝕、耐振以及導(dǎo)線破損防護(hù)等性能,并具備較大的安全余量和連接壽命,保證車輛長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。
7)成本高。車輛運(yùn)行條件和使用環(huán)境的特殊性,導(dǎo)致高壓線束成本昂貴。設(shè)計(jì)中,應(yīng)避免結(jié)構(gòu)與規(guī)格的過(guò)度選配,造成成本上升。
1.3高壓線束的負(fù)荷計(jì)算
車輛的動(dòng)力電池除了驅(qū)動(dòng)動(dòng)力電機(jī)外,還為動(dòng)力轉(zhuǎn)向、空調(diào)采暖、DC/DC!轉(zhuǎn)換器等大功率用電設(shè)備提供電能,同時(shí)接收交流充電機(jī)提供的慢充電流、外部充電樁提供的快充電流,以及車輛制動(dòng)時(shí)電機(jī)的能量回饋電流,為此車輛設(shè)計(jì)高壓分配器與高壓線束進(jìn)行電能的分配和傳輸,如圖1所示。
純電動(dòng)客車在不同工況運(yùn)行時(shí),電器設(shè)備的用電負(fù)荷變化較大,所以線束設(shè)計(jì)需要綜合考慮電器負(fù)載的額定電流、峰值電流及工作時(shí)間等參數(shù)。以純電動(dòng)客車的電機(jī)系統(tǒng)為例,根據(jù)電機(jī)功率計(jì)算變頻器的輸入峰值功率Pb1。
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