电动汽车高压屏蔽线缆与连接器的屏蔽效能研究

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高压连接系统是电动汽车电驱系统中最重要的组成部分之一,包括高压屏蔽线缆和高压屏蔽连接器。高压连接系统的屏蔽效能将直接影响整车电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,EMC)性能的好坏,然而目前我国对于电动汽车高压连接系统屏蔽效能的测试标准还不完善,所以需要对其测试方法进行研究。另外,需要结合仿真技术作为有效的辅助手段。因此,本文主要对电动汽车高压连接系统屏蔽效能的测试方法和仿真技术进行研究,主要研究成果如下:(1)电动汽车高压屏蔽线缆的转移阻抗可以通过三同轴法和线注入法的方式来进行测试,文中详细介绍了三同轴法和线注入法的测试原理,并将两种测试结果做对比,验证了测试值的有效性。高压屏蔽连接器总成仍可以按照三同轴法的方式进行测试,将测试设备的同轴壳体换成体积更大的箱体即可,另外需要制备屏蔽壳将屏蔽线缆和连接器做匹配连接;而对于高压屏蔽连接器可以通过三同轴的扩展法“管中管法”来进行测试。(2)提出一种针对双层屏蔽(编织层与铝箔)的高压屏蔽线缆的转移阻抗解析式优化模型。在编织型单层屏蔽线缆解析式模型的基础上,结合屏蔽线缆的转移阻抗特征曲线的构成成分,考虑铝箔包裹编织层带来的影响,直流电阻值增大,小孔电感影响可以忽略,进一步建立了双层屏蔽线缆的转移阻抗解析式优化模型,与测试结果对比验证了该优化模型的正确性。(3)使用电磁仿真软件HFSS,分别对单层屏蔽和双层屏蔽线缆进行数值计算,通过与测试结果进行对比,验证了该方法的有效性。并进一步验证了双层屏蔽线缆解析式优化模型的有效性,屏蔽层加入了铝箔后,会增加低频范围的直流电阻值,大大降低了高频范围的转移阻抗值,线缆屏蔽效能得到提升。(4)提出了一种电动汽车高压屏蔽连接器总成解析法模型,该方法是在高压屏蔽线缆的模型的基础上加入了附加接触电阻值9(6(8)和附加电感值99)0)(8),通常对于连接35mm2规格屏蔽线缆的直插互锁式弯头连接器来说内部的接触电阻通常为35mΩ,连接器额外的电感值为2.2nH。与总成测试结果对比验证了该模型的正确性。(5)高压连接器的转移阻抗值的仿真可以通过数值分析的方法来进行,将简化后的连接器电磁仿真模型导入HFSS中进行计算,通过与测试结果进行对比,验证了该方法的有效性。并通过云图显示其电磁场分布,可以看出高压连接器屏蔽壳接缝处会有电磁场的泄漏,需要对其加工工艺进行改进。
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