High Voltage Components in Commercial Vehicles

Abstract

The main goal of the thesis was to find out what kinds of requirements commercial electrical vehicles set to wiring harness components and electrical centres. The document presents basic structures of the electrical vehicles, charging methods, standardization and the main challenges of the electrically propelled vehicles. It also compares differences of the voltage levels in automotive and industrial segments.

This thesis represents main power distribution components like wires, cables, connectors, fuses and relays used in a high voltage automotive electrical system. An electrical safety concern in an automotive high voltage environment starts from human safety issues continuing to design rules and safety features in a vehicle. Design considerations bring up facts about how high voltage affects different materials, introduces some selected printed circuit board design rules and other things, which need to be taken into account with high voltage systems.

The company version also includes a technical overview about request for quotations, which are focused on electrical vehicle segment. The short summary points out improvements needed from the design point-of-view to continue in this area. This chapter is intended for PKC Group’s internal use only.

As an outcome, this thesis work provides needed knowhow for understanding the basic challenges and details needed to be considered in high voltage component design and production inquiries.

Opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää, minkälaisia vaatimuksia ajoenergian siirtoon ja varastointiin käytetty korkeajännite asettaa hyötyajoneuvojen johdinsarjoille komponentteineen sekä sähkökeskusten toimilaitteille. Opinnäytetyössä käsiteltiin sähköajoneuvojen mukanaan tuomia haasteita ja mahdollisuuksia sekä jännitetasojen eroavaisuuksia teollisuus- ja ajoneuvopuolella. Lisäksi käsiteltiin lyhyesti erilaisia latausmetodeja sekä alan standardisointia. Työ tehtiin PKC Wiring Systems Oy:lle.

Korkeajännitejärjestelmässä käytettäviä komponentteja ja niiden ominaisuuksia käsiteltiin siten, että lopputuloksesta muodostuu yleiskäsitys uusista vaatimuksista. Keskeisimpänä ominaisuutena olivat henkilöturvallisuusnäkökohdat sekä suunnittelussa ja materiaalivalinnoissa huomioonotettavat asiat toimittaessa korkeajänniteympäristössä.

Yrityksen sisäiseen käyttöön tarkoitetussa osiossa laadittiin lyhyt tekninen analyysi korkeajännitekomponentteja sisältäneistä tarjouskyselyistä. Näiden pohjalta tehtiin ehdotuksia mihin osa-alueisiin tulisi panostaa, mikäli jatkossa halutaan suunnitella ja valmistaa korkeajännitetuotteita. Opinnäytetyön tulokseksi saatiin riittävät lähtötiedot ymmärtää korkeajännitekomponenttien suunnittelussa ja valmistuksessa huomioitavat asiat.