Вопросы и ответы с Марком Мозером, HUBER+SUHNER
Спросите, что сдерживает производство электрических грузовиков и автобусов, и вы обычно услышите об аккумуляторах или программном обеспечении. Реже упоминается: оранжевый высоковольтный кабель, проходящий между аккумулятором, инвертором, электронной осью и портом зарядки. По мере того, как коммерческие объемы электромобилей растут, высоковольтное распределение энергии стало настоящим ограничением, и старый способ его создания, по одному индивидуальному жгуту за раз, с трудом справляется с этой задачей.
Аргумент HUBER+SUHNER заключается в том, что исправление — это не очередной специальный жгут, а стандартизированный, предварительно проверенный модульный кабельный узел, который поставляется готовым к установке. Компания называет свою версию mCAY, что означает модульная сборка кабелей. Запущенный в 2024 году, mCAY построен на базе высоковольтной кабельной линии RADOX®.
Заряжено недавно поговорил с Марком Мозером из HUBER+SUHNER, чтобы узнать больше.
Заряжено: Дайте нам краткое представление о модульных кабельных сборках RADOX.
Марк Мозер: RADOX® — это наша марка тонкостенных и прочных кабелей высокого напряжения (ВН), которая является основой надежной кабельной сборки ВН. Далее наша производственная линия выполняет резку, зачистку и заделку сертифицированных систем высоковольтных разъемов (как наших собственных разъемов EV-C, так и разъемов других проверенных сторонних производителей), а также завершает надлежащие испытания на конечной стадии производства. Результатом является mCAY, построенный под одной крышей: короткие сроки поставки, доступные как со стандартным номером детали, так и в виде модульной сборки, которую вы конфигурируете самостоятельно в нашем конфигураторе вариантов.
Заряжено: Оранжевые кабели высокого напряжения часто оборачиваются гофрированной трубкой. Почему это так и как это убрать?
Мозер: Узел высоковольтного кабеля обычно отделен от сигнального жгута низкого напряжения. Вы должны учитывать, где расположены компоненты, например, инвертор и блок распределения питания (PDU), который разделяет и направляет энергию высокого напряжения к подсистемам автомобиля. Таким образом, вы можете аккуратно проложить пути зарядки и привода и правильно закрепить их на месте.
Традиционно оранжевый высоковольтный кабель также необходимо обматывать гофрированной трубкой, поскольку кабели под ним имеют мягкую изоляцию. RADOX® в этом не нуждается. Это прочный кабель, обладающий устойчивостью к истиранию, электрическими характеристиками и экологическими характеристиками, такими как устойчивость к ультрафиолетовому излучению, что позволяет использовать его без защиты. И эта защита не бесплатна: она меняет характеристики кабеля. Снижение номинальных характеристик означает снижение тока, который кабель может безопасно выдерживать по мере нагревания. Захваченное тепло вынуждает вас либо использовать меньший ток, либо перейти к проводнику большего диаметра.
Мы измерили и смоделировали его и обнаружили, что кабель сечением 95 мм² внутри гофрированной трубки можно заменить кабелем сечением 70 мм² на открытом воздухе. Оба нагреваются до 139 °C, пропуская ток 500 А. Опускание трубки также позволяет уменьшить радиус изгиба, что упрощает прокладку. Отказ от использования трубки вокруг кабелей также удешевляет решение для сборки высоковольтного кабеля, поскольку достигается значительная экономия затрат на производство.
Заряжено: Что еще может настроить OEM-производитель при модульной сборке?
Мозер: Обычно используются дополнительные приспособления: зажимы для точек крепления, трубки или дополнительная лента, где кабель нуждается в большей защите. Некоторые приложения также требуют использования специальных кабелей или разъемов. Электронная ось — это очевидный случай, когда динамичное движение, высокая вибрация и суровые условия окружающей среды могут потребовать специального решения. Электронная ось объединяет двигатель, силовую электронику и передачу в один блок трансмиссии, поэтому ее кабели находятся в почти постоянном движении.
Заряжено: В чем проявляется наибольшая экономия времени для инженера, сравнивающего это с обычными ремнями безопасности, изготовленными по индивидуальному заказу?
Мозер: Оценка и тестирование систем высокого напряжения сложны и дорогостоящи. Доказать, что разъем, подключенный к кабелю, выдерживает высокое напряжение и правильно герметизирован в соответствии с соответствующим стандартом ISO или собственными стандартами OEM-производителя, — это долгий путь. С mCAY мы уже прошли этот путь: оценка, тестирование и безопасность продукта гарантированы в рамках сборки.
Заряжено: В ваших материалах упоминается ускоренная омологация— официальная сертификация того, что деталь соответствует правилам, необходимым для ее эксплуатации. Как модульная сборка конкретно снижает это бремя для производителей грузовых автомобилей и автобусов?
Мозер: Кабели RADOX®HV уже много лет зарекомендовали себя на рынке коммерческих автомобилей, поэтому они уже хорошо известны. Интерфейсы разъемов, выбранные OEM-производителем или поставщиком батареи, PDU, инвертора или электронного двигателя, определяют тип необходимой вам сборки. Поскольку каждый компонент сборки уже одобрен, омологация проходит быстро.
Каждая сборка проходит полный, утвержденный процесс сборки, а окончательная проверка и испытания делают ее квалифицированной и готовой к установке.
Заряжено: Что чаще всего ошибаются инженеры в отношении экранирования кабелей в высоковольтных системах?
Мозер: Наши ноу-хау в области экранирования зародились в железнодорожной отрасли, где экранированный кабель использовался десятилетиями, и это основа экрана электромагнитной совместимости (ЭМС) оранжевых автомобильных кабелей RADOX®. ЭМС — это способность системы работать без излучения или нарушения электромагнитных помех.
Инженеры часто упускают из виду, что «100% покрытие» щита не обеспечивает автоматически хорошую производительность. Что имеет значение, так это сопротивление передачи и затухание экранирования во всем диапазоне частот. Оба являются стандартными показателями того, насколько хорошо экран фактически блокирует помехи, и само по себе покрытие их не улавливает. Не менее важна долговременная надежность того места, где экран заканчивается у разъема.
Заряжено: Коммерческие электромобили имеют совсем другие рабочие циклы, чем легковые автомобили. Как вы проектировали эти узлы специально для грузовиков и автобусов, а не адаптировали практику пассажирских электромобилей?
Мозер: Некоторые из стандартных высоковольтных разъемов для легковых автомобилей просто недостаточно надежны для использования в тяжелых условиях. Кабелям часто требуется одобрение ADR (Европейское соглашение, регулирующее дорожную транспортировку опасных грузов) или сертификация воспламеняемости в соответствии с ECE R118 (правила ООН о горючести материалов, используемых в салонах коммерческих автомобилей и автобусов).
И большинство производителей коммерческих автомобилей добавляют свои собственные испытания и требования к стандартам ISO.
Заряжено: Где сегодня модульная сборка имеет наибольший смысл: от прототипов до мелкосерийного производства?
Мозер: Самый быстрый выигрыш — это доступность, когда кому-то быстро нужен первый прототип для какой-либо цели. Но mCAY предназначен не только для производственных или средних проектов с избранными высоковольтными агрегатами. Это тоже для тестирования. Если вы разрабатываете PDU, вам нужны кабели для его тестирования, и эти тестовые сборки легко не заметить, когда запускается новая программа PDU.
Третий случай — мелко- и среднесерийное производство в соответствии с автомобильным стандартом IATF (стандарт управления качеством автомобильной промышленности для производственных деталей).
Заряжено: Какое самое распространенное заблуждение возникает у инженеров, когда они впервые слышат слово «модульный» для распределения электроэнергии высокого напряжения?
Мозер: Вероятно, «модульность» означает, что вы покупаете компоненты и собираете их самостоятельно. Это не так. Вы выбираете компоненты в конфигураторе вариантов, определяете длину и разъем на каждом конце, и мы поставляем заказчику проверенное, проверенное высоковольтное решение без каких-либо затрат на оснастку или других дополнительных затрат.
Заряжено: Как это выглядит, когда OEM-производитель обращается к вам за быстрым созданием прототипа?
Мозер: Один OEM-производитель выбрал компоненты для своего первого прототипа, и ему срочно понадобилась небольшая партия различных высоковольтных кабелей в сборе. Мы быстро изготовили первые функциональные сборки собственными силами, используя как технологию электромагнитного импульса (EMPT), так и стандартную механическую обжимку. EMPT использует высокоэнергетический магнитный импульс для соединения разъема с проводником без нагрева, что является альтернативой механическому обжатию.
Кроме того, мы порекомендовали точки крепления и провели небольшое моделирование. Это оптимизирует наше решение RADOX® для динамического применения и позволяет нам выбрать правильное сечение кабеля для достижения наилучших результатов и идеального снижения характеристик на трассах зарядки транспортных средств.
Узнать больше: Конфигуратор вариантов и полный ассортимент RADOX HV можно найти на сайте HUBER+SUHNER.
