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通过连接模块化创新支持商用车生产
录入时间:2025/4/26 13:25:44

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通过连接模块化创新支持商用车生产

Robert Weirauch, HUBER+SUHNER, Herisau, Switzerland

商用车的电气化仍在快速发展。在中国和欧洲,这无疑是正确的。根据ACEA的数据,仅欧洲的零排放城市公交车市场在2024年的前六个月就增长了45%1。与此同时,超过42%的城市公交车现在是零排放,这比五年前多了近三倍1

与此同时,电动卡车的销售额也在不断攀升,到2032年,市场价值将达到约202.5亿美元2。例如,ICCT报告称,2023年欧洲轻型和中型电动卡车的销量将增长200%,因为用户将继续逐步放弃内燃机汽车3

在商用电动汽车日益普及的同时,全球各地也出台了多项雄心勃勃的"绿色"政策和法规。其中一个突出的例子是欧盟委员会最近提出的气候目标,该目标建议到2040年将欧盟的温室气体净排放量减少90%4。该目标旨在帮助该地区到2050年实现气候中和,而电动卡车和公共汽车的使用在实现这一目标方面可以发挥关键作用。

需要克服的挑战

公共汽车和卡车制造商正在加大力度向大众市场提供电动汽车,用于所有车辆细分市场。对于那些涉及重型、长途运输的车辆来说,尤其如此。正如预期的那样,这导致了更高的产量,而随着这些车辆类型的普及,产量只会继续增加。

这给制造商带来了越来越大的压力,他们必须满足客户日益增长的需求。这不仅体现在预期交付周期上,也体现在性能上。制造商不仅必须想方设法缩短整体装配制造时间,优化电缆装配流程,以便更快地将车辆投入使用,而且还必须找到创新方法,使电缆和连接器达到最高性能水平。

在电气化时代,必须克服电磁兼容性问题。当关键电气系统、组件和设备相互干扰,无法同时工作时,就会出现电磁兼容问题。因此,新的电缆屏蔽连接方式必须成为现实。

通常,汽车制造商主要关注解决方案的直接成本。因此,对装配、测试和生产设备甚至返工等间接生产成本关注不够。最近,一些制造商已经意识到这一挑战,并开始转向模块化解决方案,将其作为电动汽车生产的最佳方法。

连接的模块化时代

自电气化新时代开始以来,HUBER+SUHNER一直致力于开发高压解决方案。起初,我们必须克服许多紧迫的问题。首先,制造商必须确保所有电缆和连接器都能发挥最大性能。这些问题引发了其他问题。避免电磁兼容性问题的最佳方法是什么?如何减少装配过程中的时间和工作量?对于HUBER+SUHNER来说,采用模块化方法可以解决所有这些问题。

最新一代高压电缆组件

模块化电缆组件已成为现代生产实践的关键。由于模块化生产需要使用预组装部件,这些即装即用的组件有助于缩短生产时间。这在很大程度上是因为原始设备制造商不再需要丰富的知识和经验来处理日益复杂的线束。

像HUBER+SUHNER RADOX®模块化汽车电缆组件(mCAY)这样的解决方案现在已经通过终端测试证明。这意味着制造商可以立即将这些组件安装到其商用电动汽车中。1举例说明了高压电缆组件在商用车中的应用。

图1:应用中的高压电缆组件和RADOX高压电缆。

不断发展的伙伴关系,而不仅仅是技术

随着模块化技术成为现实,它们改变了HUBER+SUHNER在市场中的运作方式。我们从仅提供电缆的供应商转变为这一高压领域的完整解决方案提供商。这种定位上的变化有助于供应商,同时也为OEM制造商,提供新的解决方案,如RADOX技术。结果就是创新的电动汽车和高质量的最终产品。

优化车辆内部的连接

mCAY解决方案的一个重要优势是实施和使用了电磁脉冲技术(EMPT)。利用电磁脉冲技术建立内部装配能力的投资是巨大的,但它已被市场认可和采用。电磁脉冲技术使用短小的高功率电流来连接和形成导电材料,这使得使用该技术的公司(如HUBER+SUHNER)超越了传统的压接技术,因为传统的压接技术在电流负载下存在一些技术限制。

EMPT工艺不会给连接点带来大量热量。这意味着所使用的材料能保持完全强度,完全适用于恶劣环境。这也有助于确保这些材料和连接点在其寿命内提供高质量的电气性能。市场上最新的连接器与RADOX高压电缆相结合,形成了可靠的电缆组件,可作为大功率应用的连接核心。

商用电车的完整连接方案

模块化方法并不是一种放之四海而皆准的方法。许多制造商都希望使用具有某种程度个性化的解决方案。产品个性化对于向不同的用户群(包括"非公路"或其他行业)提供量身定制的客户体验至关重要。该行业的供应商(如HUBER+SUHNER)一直在为客户提供量身定制的设计支持,以确保解决方案满足客户的需求。这种模块化定制方法的目标是成为商用电动汽车系统的一站式服务商。

RADOX为密集型车辆应用提供支持

几年前,RADOX电缆技术首次被引入汽车市场。RADOX是"辐射X联接"的缩写,利用的是交联工艺。在这一过程中,电缆暴露在可控的电子束中,电子束会穿透聚合物结构。这样就产生了交联,在不影响材料整体成分的情况下改善了材料的性能。这使电缆绝缘材料的热性能、机械性能和化学性能得到显著改善,使其成为重型车辆应用的合适解决方案。

RADOX材料可抵御极端高温,尤其是导致过热和性能下降甚至可能导致元件熔化的温度。同时,这些材料还能在极寒条件下发挥最佳性能,因为极寒条件可能导致绝缘材料变脆、冻结或完全脱落。它们还能处理通常会导致短路和腐蚀的湿气和潮气。

车辆在使用过程中可能会遇到化学品。这种接触会迅速影响绝缘性能,并可能导致电气过载,从而引发系统故障。事实证明,RADOX材料也能有效克服这些挑战。

此外,经过筛选的RADOX高压电缆可承受高交流负载,确保动力总成系统在车辆的整个寿命期间都能有效工作。RADOX电缆结构坚固,符合ECER118阻燃标准,并符合Accord Dangereux Routier (ADR)标准。ADR是关于危险品运输的欧洲条约。此外,RADOX工艺还可实现高紫外线和耐候性,适用于直接暴露在不同环境下的应用。

高效配送高压电

基于定义明确的接口和内部架构,HUBER+SUHNER模块化高压配电装置(mHVDU)的组件可在较短的交货时间内根据客户的规格进行定制。这有助于原始设备制造商更快地将新型电动汽车推向市场,同时保持现成解决方案的高质量水平。模块化系统和组件根据各种全球汽车法规和标准进行测试和验证。

mHVDU采用模块化概念,与传统配电解决方案相比,具有更大的灵活性和可扩展性,包括输入、输出和熔断器应用。该装置作为完整系统解决方案的一部分也发挥着重要作用。mHVDU与HUBER+SUHNER高压产品组合的其他关键元件兼容,包括RADOX电缆和EV-C连接系统。此外,它还具有很强的适应性,因为其采用了市场上常见的标准化组件。2展示了mHVDU和RADOX电缆如何用于各种商用车。

图2:mHVDU和RADOX电缆的使用。

考虑到mHVDU将与RADOX电缆暴露在同样恶劣的环境和条件下,该装置的设计能够承受较大的温度波动、振动和其他机械负载。这样做是为了提供可靠的解决方案,确保在重型应用中实现最佳性能。将mHVDU与高压电缆和连接系统配对使用,可显著改善各种系统的供电和能量分配。

抗冲击和振动能力更强的连接件

为了使高压连接系统在实际车辆使用过程中能够承受振动和冲击,有必要确保卓越的可靠性并增强解决方案的抗震性。HUBER+SUHNER开发了EV-C2高压连接系统,以减轻这些问题,并满足可能影响重型电动汽车性能的苛刻条件。这种增强型连接系统适用于-40℃至140℃的环境温度。整个系统按照B类电压的规定电压范围进行分类,包括使用交流或三相电流元件的高压电路,如电力驱动系统。根据DIN EN 60512-3-1标准,EV-C2在1000V直流电压下测量的绝缘电阻大于200MΩ。插入时,连接系统符合IP6K9K和IP6K7防护等级。

EV-C2具有预涂层螺纹,可提高密封性和机械阻力。此外,它还改进了密封概念,使结构更加坚固耐用。EV-C2产品系列于2024年3月推出。在推出时,我们注意确保所选材料能够让制造商使用符合"电子电气设备中有害物质限用指令RoHS 3"(欧盟2015/863)最新指令规定的连接系统。这种模块化方法在汽车生产中证明非常有效,为了简化安装过程,针对薄壁应用采用了较短的螺纹。带RADOX电缆的EV-C2连接系统见3,典型应用见4

图3:RADOX EV-C2连接系统中使用的RADOX高压电缆。

图4:RADOX EV-C2连接系统应用示意图。

连接:今天和未来

随着燃料电池和电动商用车的不断增加,汽车行业必须不断发展,以确保在车辆和连接系统的整个生命周期内实现可靠的高压连接。通过开发RADOX和模块化技术,HUBER+SUHNER继续推动商用车领域的发展,重点关注能量流及其分配。在这一领域,灵活性至关重要。解决方案需要可定制,以满足特定的项目需求和更广泛的市场需求。这就是为什么像HUBER+SUHNER这样的供应商要超越单一功能的商品组件,为最终用户提供完整的解决方案,从设计阶段到成品都与客户合作。在当今市场上,这是支持不断向模块化系统过渡的最佳方式。

参考资料


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