大电流线缆载流能力评估及对比(下)
以下文章来源于新能源高压连接器联盟, 作者peggy
随着EV行业的准入要求越来越高 , 相关电连接的要求也越来越高 , 尤其是对于电连接的热监控和管理 , 以及屏蔽的分析和管理等 , 我们有看见国外的行业巨头都有这方面非常资深的研究 , 反观我们国内这方面的基础还是非常的薄弱;
所以本期非常有幸的邀请到了 peggy 老师
为大家分享她的一些经验 ,也非常欢迎有仿真需求的朋友联系我
peggy老师 是我认为这个行业里最顶尖的电连接的设计人员 , 尤其拥有非常资深的CAE经验 , 这也是我们很多从事这方面工作的人所欠缺的
文章插图
作者:Peggy.Yang
资深新能源电连接专家(8+年设计经验);
资深仿真分析技术人员(17+年CAE综合分析经验);
精通各类电连接的各项性能仿真分析并优化(防水、接触电阻、温升、保持力、插拔力、电磁屏蔽效能计算) , 对连接器等电连接器产品的各种性能皆有深入研究和分析 , 曾承接过非常多的仿真课题开发 , 也非常欢迎有需求的朋友联系我;
文章插图
作者:peggy.Yang
摘要:应用在新能源领域的高压线缆 , 是承载电流的主要部分 。 如果说搭接部分的连接器或铜、铝排 , 是产品载流能力的瓶颈点 , 那么 , 线缆是决定整体系统载流能力的基础部件 。
目前行业应用的主要是铜线缆 , 基于成本和轻量化目标 , 铝线缆也开始广泛应用在新能源领域 。 全面评估线缆的载流能力成了目前需要解决的技术问题 。
关键词:铜线缆 , 铝线缆 , 温升 , 载流能力 , 测试
本篇文章是上一篇文章大电流线缆载流能力评估及对比(上)的下半部分
建议看本篇文章之前 , 先看一下上一篇
1 线缆载流能力(温升)仿真方法及结果
3.3 线缆温升仿真
通电条件下电缆传热分析模型 。 可做如下假设:
(1) 电缆为热厚型电缆 , 导芯热导率较高 , 可认为温度均匀;
(2) 导芯和绝缘层内存在沿径向的一维导热 , 且导芯和绝缘层之间的接触热阻可忽略;
仅考虑绝缘层的径向导热 , 不考虑轴向导热
文章插图
(a)方式A连线 (b)方式B连线
在CAE仿真中 , 我们采用ANSYS的电热耦合模块 , 真实模拟测试情况 , 将线缆当做一个圆柱形整体 。 对线缆施加对应的电流和散热条件(载荷:电流;边界条件:与空气的自然对流) , 最终计算出不同电流下的温升结果 。
方式A:如测试两端两根135mm^2 cable(1.1m长) , 再接两根1m长的测试规格线缆 , 中间一根2.5m长的测试规格线缆 。
方式B:两端两根135mm^2 cable(1.1m长) , 中间一根1.5m长的测试规格线缆 。
3.4 线缆温升仿真结果
50mm^2铜线缆的仿真模型采用的方式A连线 。 其最终的载流仿真数据:200A电流温升26.2° , 250A电流温升40.94° , 300A电流温升58.95° , 350A电流温升82.2° 。 跟测试对比 , 误差率在1%以内 。
文章插图
(a)仿真与测试结果对比表 (b)仿真温升结果
图6 50mm^2线缆温升仿真结果(方式A连线)
95mm^2铜线缆的仿真模型采用的方式B连线 。 其最终的载流仿真数据:300A电流温升22.7° , 350A电流温升30.91° , 400A电流温升40.38° , 450A电流温升51.10° , 500A电流温升63.10° 。 跟测试对比 , 只有350A和450A载流时误差较大(6%~7%) , 其他载流情况下误差率在2%以内 。