Johdinsarjat sähköajoneuvoissa

Abstract

Sähköajoneuvot ovat tärkeässä asemassa, kun tavoitteena on fossiilisten polttoaineiden käytön vähentäminen. Sähköajoneuvojen kysynnän kasvaessa ajoneuvoihin johdinsarjoja valmistavan yrityksen on varauduttava uudentyyppisten johdinsarjojen valmistukseen. Tärkeätä on saada selkeä kuva siitä, miten sähköajoneuvoissa käytettävät johdinsarjat eroavat yrityksen nykyisestä tuotannosta. Tässä työssä käsiteltiin kaikki ajoneuvoissa käytetyt johdintyypit, pienistä signaalijohtimista aina suurta tehoa siirtäviin sähkömoottorin propulsiovoimakaapeleihin asti.

Sähköajoneuvoissa käytetään useita johdintyyppejä. Sähköjärjestelmien ohjaussignaalit kulkevat perinteisiä pienipoikkipintaisia kuparijohtimia pitkin. Sähköajoneuvon multimediayksikkö käyttää valokuitukaapeleita suurien kaistanleveysvaatimuksien takia. Sähköajoneuvon invertterin ja propulsiomoottorin välissä käytetään järeitä, suojattuja voimakaapeleita. Johtimissa kulkevan signaalin luotettavuuden ja sähköajoneuvon turvallisuuden takia EMI-suojien käyttö on välttämätöntä. Lisäksi voimakaapeleiden muuttuvien magneettikenttien indusoivien pyörrevirtojen hallinta sähköajoneuvon metallirakenteissa on tärkeää.

Eri johdinsarjojen tuotantoprosessit eroavat toisistaan. Esimerkiksi metallijohtimien ja valokuitukaapelien käsittelyyn vaaditaan erilaisia työkaluja. Johtimen katkaisuprosessi ja liittimen asentaminen on valokuitukaapeleilla suurempaa tarkkuutta vaativa toimenpide kuin tavallisin metallijohtimin toimittaessa. Lisäksi puhtaiden työtilojen merkitys korostuu. Sähköajoneuvoihin johdinsarjoja valmistavan yrityksen on tunnettava eri johdintekniikoiden erityispiirteet ja kerrytettävä yrityksen sisällä moniosaamista.

Electric vehicles are a big part of the effort to reduce the use of fossil fuels. As the need for electric vehicles increases, a wire harness manufacturing company must be ready to meet the new technological requirements in its production. This thesis covers all the different types of conductors used in automotive industry. Starting from the small cross-section signal wires and going up till heavy power cables.

There are many types of wires in an electric vehicle. Control signals of electrical systems are carried by small signal wires usually made from copper. Electric vehicle’s multimedia unit uses optical fiber cables due to the need for high bandwidth. Traction inverter transfers power to propulsion motor through heavy, armored, cross-sectioned power cables. An electric vehicle is a challenging environment considering signal transfer reliability. Therefore, the use of EMI-shielded wires is mandatory. In addition, due to the presence of strong changing magnetic fields the management of induced eddy currents in metallic parts of the electric vehicle’s body is important.

The type of a conductor used sets the requirements for the production process. Optical fiber cables and metallic wires require different types of tools. The cutting process and the installation of a connector require more precision when dealing with optical fibers. In addition, the cleanness of a working environment becomes more crucial. The wire harness manufacturer must know the key differences between different conductor technologies and accumulate multi-skills within the company.