전기 자동차 와이어 하네스

와이어 하네스 (케이블 어셈블리 또는 케이블 하네스라고도 함) 는 가전 제품, 상용 장비, 로봇 및 산업 시스템, 컴퓨터 및 서버, 통신 장비, 의료 시스템, 항공 우주 플랫폼, 트럭 및 자동차를 포함한 전자 산업의 모든 분야에서 사용됩니다.그러나 전기 자동차 (EV) 에 사용되는 와이어 하네스는 가장 복잡하고 까다롭습니다.

전기 자동차 (EV) 의 구동계 구성 요소가 내연 기관 (ICE) 차량의 구동계 부품보다 단순하기 때문에 이는 다소 놀라운 일일 수 있습니다.EV 와이어 하네스의 복잡성에 영향을 미치는 두 가지 요인은 구동계에 고전압을 사용하는 것과 EV의 모든 제어 장치가 와이어 하네스를 통해 통신한다는 사실입니다. ICE 차량에는 흔히 볼 수 있는 유압식 또는 기계적 연결 장치가 없습니다.

HV 와이어 하네스

전기 자동차 와이어 하네스의 복잡성은 여러 고전압 (HV) 도메인에서 시작됩니다.HV 도메인에는 모터 와이어 하네스, 배터리 팩 와이어 하네스, 고속 충전 및 회생 제동을 위한 별도의 와이어 하네스가 포함됩니다.이러한 각 HV 와이어 하네스는 대전류를 효과적으로 처리하도록 설계되어야 합니다.

이러한 와이어 하네스는 큰 전류를 효과적으로 전달하고 고전압에 대한 절연을 제공할 뿐만 아니라 고온 및 온도 상승에도 견딜 수 있어야 합니다.이를 위해서는 큰 와이어 직경, 고전압 커넥터 및 케이블 보호가 필요합니다.

케이블 보호는 다양한 형태로 제공됩니다.케이블, 특히 모터 드라이브 케이블은 다른 차량 시스템의 작동을 방해할 수 있는 전자기 간섭 발생을 제어하기 위해 차폐되어 있습니다.

차량과 접촉할 수 있는 사람을 보호하기 위해 연방 안전 표준에 따라 모든 전기 자동차 제조업체는 물리적 전기 보호 장벽을 벗어난 모든 HV 케이블에 주황색 하우징을 사용해야 합니다 (그림 1).보호 대상 케이블에 따라 편조 튜브, 직물 또는 기타 테이프, 주름진 튜브 등을 덮을 수 있습니다.

그림 1.전기 자동차의 고전압 케이블은 물리적 보호 장벽을 벗어날 때 오렌지색 하우징이 있어야 합니다.
(이미지: 구첸 일렉트로닉스)

HV에 관한 것만이 아닙니다

또한 HV 도메인의 와이어 하네스는 대전류의 영향을 받아 EV 구동계 및 배터리 고속 충전에 필요한 높은 전력 수준을 제공합니다.수십 또는 수백 킬로와트의 전력 수준이 일반적입니다.직경이 큰 케이블을 사용하는 경우에도 IR 손실이 심할 수 있으며 이에 따라 온도가 상승할 수 있습니다.기본 EV 작동 환경에는 최대 +125°C의 온도가 포함되며, 일부 고부하 조건에서는 HV 와이어 하네스의 표면 온도가 +150°C에 달할 수 있습니다.

와이어 지름 및 굽힘 반경

IR 손실로 인한 온도 상승을 줄이는 한 가지 방법은 직경이 큰 케이블을 사용하는 것입니다.와이어가 클수록 저항이 낮을수록 일반적으로 열 특성이 더 우수하고 더 많은 열을 발산할 수 있어 고부하 시 온도 상승을 더욱 줄일 수 있습니다. 단점은 와이어가 클수록 최소 굽힘 반경이 커지므로 HV 와이어 하네스의 형성과 라우팅이 더 어려워집니다.권장되는 최소 굽힘 반경을 초과할 경우 절연층, 차폐층 또는 도체가 영구적으로 손상될 수 있습니다.또한 와이어 직경은 HV 커넥터 선택에 직접적인 영향을 미칩니다.

고전압 커넥터

HV 커넥터는 HV 와이어 하네스 설계의 중요한 요소입니다.전기 자동차 와이어 하네스의 고전압 커넥터는 높은 전기적 성능, 기계적 강도, 높은 수준의 충격과 진동은 물론 열악한 환경에 대한 노출을 견딜 수 있는 능력을 갖추어야 합니다.일부 고려 사항에는 다음이 포함됩니다. IP68 보호 등급 1kVDC 고전압 인터록 메커니즘에서 최소 500의 절연 저항, 높은 EMI 성능을 보장하기 위한 HV 케이블 차폐 연결, 내화학성 하우징 소재.