一文解析新能源汽车高压线束用导线选型-电子工程世界

图*—M6040导线发烟曲线

导线发烟曲线和fuse曲线对比匹配

导线发烟曲线

此曲线表现了当电流在特定时间超过了特定水平导线发烟就会出现的现象。

图*—导线发烟曲线

a) 导线初步选型的步骤如下：

首先根据客户的应用电器设备信息以及电流、电压、温度要求，结合M-Spec规格书从BOD文件中筛选潜在可行的线束规格，如M6040规格系列等。

输入信息：客户的应用电器设备信息以及电流、电压、温度要求

选型工具：导线M-Spec、导线BOD选型参考文件

输出信息：导线规格，如M6040规格系列

表*—CableBOD

Cable Matrix
Cable Master Bulk Spec	InsulaTIon Mat'l (abbr) DescripTIon (abbr)	Temperature Range (ConTInuous)	Cable Size (mm2)	ApplicaTIon
M3075	Crosslinked Polyethylene (XLPE) Thin wall (TXL)	>-40°C <135°C	0.5/0.8/1.0/3.0	low voltage circuit
M3070	Crosslinked Polyethylene (XLPE) STANDARD WALL (GXL)	>-40°C <135°C	2.0/3.0/5.0	high voltage circuit
M3252	Crosslinked Polyethylene (XLPE) Thin wall (TXL)	>-40°C <135°C	13.0/19.0	low voltage circuit(battery cable)
M6040	Crosslinked Polyethylene (XLPE) Thin wall (TXL)	>-40°C <150°C	3.0/5.0/25.0 /35.0/50	high voltage circuit(shielded cable)
M6041	CROSS LINKED POLYETHYLENE	>-40°C <150°C	35.0/50	high voltage circuit
M3232	PVC Insulated	>-40°C <105°C	0.75	low voltage circuit
M3328	PVC Thin wall	<80°C	0.5	low voltage circuit
M3253	JACKET PVC CABLE XLPE HEAT RESISTANT	<100°C	0.5	low voltage circuit
M3207	THIN WALL – TXL CABLE AUTOMOTIVE, LOW TENSION CROSS LINKED POLYETHYLENE, INSULATED – 150OC RATED	>-40°C <150°C	0.5	low voltage circuit

图*—导线特性曲线

c) 将选出的线径规格导线信息按照一下输入信息列表输入”Cable Simulation Tool”，得出相应的”gauge-current-temperature raisecurve”，通过得出的温升曲线可以进一步核实所选导线在客户指定工作电流和温度环境要求下温升幅度以及确认是否超出所选导线本身的极限工作温度。

输入信息：”CableSimulation Tool”输入信息（如下表）

选型工具：”CableSimulation Tool”

输出信息：”gauge-current-temperature raise curve”- 所需验证的具体规格和线径导线的模拟温升曲线（如下图）

表*—“Cable Simulation Tool”输入信息

注：以下导线模拟系统所需导线特性参数的输入信息可以结合导线规格资料以及从供应商处获得。

图*—“Cable Simulation Tool”输出结果

d) 保险丝、导线匹配模拟及线束选型升级将” Cable Simulation Tool”模拟演算出的”gauge-current-temperature raisecurve”输入到”保险丝/导线选型匹配工具”，系统会自动通过一系列公式进行演算模拟出与相应保险丝匹配的导线线径规格。

系统在进行导线性能与保险丝匹配模拟的时候，当演算失败是会自动对于最初选型的导线线径规格进行升级并重新演算，直到符合所有演算条件，并输出最终线径选型规格完成导线选型。

•输入信息：导线发烟曲线数据输入”保险丝/导线选型匹配工具”后台数据库•选型工具：”保险丝/导线选型匹配工具”•输出信息：与所选Fuse型号的特性匹配模拟以及升级后确定的最终导线线径规格（保险丝/导线匹配模拟选型结果如下图）

系统内部模拟演算流程图过程如下:

图*—模拟演算流程

图*— Fuse/导线匹配模拟选型结果输出

如上图，最终”保险丝/导线选型匹配工具”会输出保险丝型号和最终导线规格，并且输出导线发烟和保险丝熔断的电流/时间曲线。根据电流/时间曲线，我们可以进行如下例子的判断分析：

举例：我们得到如下导线发烟和保险丝熔断的电流/时间曲线，我们以玻璃管型保险丝和35sq导线（150℃环境发烟曲线）为例可以分析归纳出以下四种情况：• 安全区域• 有限安全区域• 保险丝熔断区域•保险丝瞬间熔断区域

图*—保险和导线校核曲线

区域一、Safety Area – 安全区域（红色区域）

在红色区域范围内，保险色熔断曲线和导线发烟曲线无限接近225A垂直线但并为相交。说明当电流小于225A时长时间工作状态下，保险能够保持不熔断而导线也没有出现发烟现象，都能正常工作。

区域二、Limited Safety Area – 有限安全区域（黄色区域）

黄色区域在225A和410A纵轴垂线之间，35sq导线发烟曲线先与410A垂直线在140s的纵坐标垂线相交。

说明在225A和410A之间的电流范围，导线会先于保险丝熔断而出现发烟现象。所以当客户的电流要求在大于225A小于410A情况下，此玻璃管型保险丝与35sq导线的匹配存在风险。

所以需要明确客户的电流要求以及峰值持续时间，当客户端峰值持续时间小于客户电流对应的导线临界发烟时间，那么保险丝不会熔断而导线也不会发生发烟现象，均能正常工作，但实际上保险丝未能起到熔断保护的作用。

区域三、Fusing Area - 保险丝熔断保护区域（绿色区域）

绿色区域在410A和1000A的区间范围内，保险丝熔断曲线先于导线发烟曲线与纵坐标垂线相交，、保险丝会先于导线发烟而提前熔断从而起到保护电路的作用。

区域四、Instant Fusing Area - 瞬间熔断区域（蓝色区域）

保险丝熔断曲线与电流横坐标相交与1s的时间节点，说明在大于1000A的电流情况下，保险会在1S以内瞬间熔断，而导线不会发烟正常工作。

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