散漫说, 在新能源电池包里,低压线束虽不像高压线束那样“存在感十足”,却堪称电池包的“神经与血管”。本文主要介绍 电池包低压线束设计, 以下为正文。
电池包低压线束既要精准传递电芯状态信号,又要保障设备供电和数据通信,其设计合理性直接影响电池包的可靠性和安全性。今天就结合实际工程经验,和大家拆解低压线束的核心设计要点,全是实操中总结的干货~
1,电池包低压线束的3大核心功能
电池包低压线束根据传输信号的不同,主要分为三类:
1)采样线束
核心作用是收集电芯的电压和温度信号,传递给BMS(电池管理系统)。电压采样要求极高,精度必须控制在±1~5mV以内,所以线束的电阻稳定性和抗电磁干扰能力是关键;温度采样则要连接NTC热敏电阻,得耐受电池包内部-40°C至125°C的极端工作温度。
采样线束有两种连接方式:如果电芯间用FPC(柔性电路板),采样线束只需作为“数据总线”连接CCS(电芯连接系统)和BMS;如果是线束直接采样,每个采样点都要独立导线,最后汇接到线束板或连接器,再通过主干线束连到BMS。
2)通讯线束
负责BMS主控单元和从控单元之间的数据交换,一头接BMS,另一头带密封圈固定在箱体上(防护等级至少IP67)。常用CAN总线或菊花链(Daisy-Chain)通信协议,导线必须用双绞屏蔽线,既能抵御外界电磁干扰,又能减少自身信号对外干扰,保证数据传输不“断联”。
3)电源和驱动线束
给烟雾传感器、冷却风扇、加热膜等部件提供12V或24V直流低压电源。设计时要重点算好导线截面积——根据负载电流匹配,既要保证电压降在允许范围,又要满足温升要求,避免因线径太小导致发热过载。
2、关键材料选型
线束的耐用性,全靠材料“打底”,每类部件的选型都有明确要求,不能马虎:
1)导线
主流用德标ISO19642(比如FLRY、FLR9Y系列)或国标GB/T25085,日标JASOD611也有应用。模组通信用导线常用0.35mm²或0.5mm²,CAN信号线必须是双绞线。
选型要关注三点:耐温等级(105°C/125°C/150°C按需选)、优先选薄壁绝缘款(轻量化)、敏感信号必须用屏蔽线,且屏蔽层要360°搭接接地,避免干扰。
2)接插件
插件是线束的“薄弱环节”,一旦出问题可能烧BMS甚至短路。首先必须有防呆设计——要么结构防呆,要么颜色防呆,杜绝插错风险;固定在箱体上的插件还要带密封圈,防护等级至少IP67,应对电池包内的复杂环境。
3)包裹物
波纹管:按QC/T1067标准选,要过热老化、低温冲击测试,阻燃等级达到UL94V-0,材料选PA(耐磨耐高温)或PP(抗弯曲疲劳);
编织网管:适合需要高柔韧性和耐磨性的区域,多是PET材质,还能起到电磁屏蔽作用;
胶带:绒布胶带或布基胶带,用来捆扎线束,同时兼顾绝缘;
热缩管:专门用于连接器尾部密封和线束分支点防护,防止进水或磨损。
3、性能要求
设计完还要过性能试验,以下指标缺一不可:
线路导通率100%,绝对不能有短路、错路;
电线与端子压接后,电压降要符合规范要求;
所有绝缘材料阻燃等级:水平燃烧HB级、垂直燃烧V0级;
插件端子与电线连接要牢靠,规定拉力下不能脱开;
总成必须通过耐温测试、温湿度循环测试,以及至少48小时的耐盐雾测试,适应车辆复杂工况。
4、固定方式
线束固定不当,很容易因振动、摩擦导致故障,这几点实操要点要记牢:
1)常用固定方式
大多用PA66或PP材质的扎带(比如杉树头扎带)、塑料卡扣固定——在箱体横纵梁或钣金支架上开孔,就能便捷固定;多根相邻线束也可以用普通扎带捆在一起。注意:线束穿过金属支架时,必须在过孔处装护套,防止锋利边缘割破绝缘层。
2)固定布局要求
固定点间距控制在250mm~300mm,不能太松;
线束的“Y”型或“T”型分支处,必须设固定点,避免分支重量和振动拉松主干线束或端子;
线束与高压线束、冷却管路、壳体锐边等部件,静态间隙要大于10mm,振动环境下还要适当加大;
线束长度不能张紧,要留足余量,补偿制造公差、装配公差,以及壳体和线束的热膨胀系数差异。
总结
电池包的低压线束设计看似琐碎,核心其实就三点:功能匹配要精准、材料防护要到位、固定布局要合理。每一个细节——从导线线径的选择,到插件的防呆设计,再到固定点的间距控制,都直接关系到电池包的安全稳定运行。
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