簡述新能源汽車高壓線束的（de）設計

傳統燃油車，動力來源是通過發動機活塞運動燃燒燃油，依靠曲軸和輪係傳輸發動機飛輪、發電機、壓縮（suō）機和冷（lěng）卻（què）水泵等（děng）功率設備上，通過動力傳動（dòng）裝置實現（xiàn）車輛（liàng）的行駛和功（gōng）能的運作。而新能源汽車尤其是純電動汽車，動力來源（yuán）靠高壓電池（chí）包提供，傳輸載（zǎi）體（tǐ）為（wéi）高壓線束，連接（jiē）充電口座、高（gāo）壓電（diàn）池包、逆變器、電機，車載充電機等大功率設備及直流轉換器，空調壓縮（suō）機（jī）、PTC和加熱器（qì）等小功率設備

1 高壓線束的設計

1.1 高（gāo）壓線（xiàn）束的組成

高壓線束主要包括:高壓連接器、高壓線纜，接地端子和紮帶、外包材料、膠帶、熱縮套管（guǎn）、膠套、安裝支架等輔材。

1.2 高壓（yā）連接器

根據功能定義可（kě）分（fèn）為小電流和大電流兩種，大電流（liú）主要用於（yú）OBC，電（diàn）機，及電池等動力係統和上，小（xiǎo）電流主要用於（yú）壓縮機，PTC，電池加熱裝置及DCDC等功能電器上。

1.3 高壓線纜

高壓線纜主要分（fèn）為（wéi）屏蔽線和非屏蔽線兩種，線徑從2.5mm²至120mm²不等（děng）。

1.4 輔材配件

輔材配件與傳統低壓線束所使用的無太大差別，但外包材料需要用紅色或橘紅色的（de）包覆物，以便於起到高壓危（wēi）險警示作用。

2 高壓電纜的技術要求（qiú）

2.1 電纜的技術要求

（1）結構

高壓電纜主要由線芯和絕（jué）緣材料組成，屏蔽線還要有屏蔽層和雙（shuāng）層絕（jué）緣結構。線（xiàn）芯是由一定數量的單絲先進行束絞，然後再同心的複（fù）絞，形成高壓電纜需要的軟導體（tǐ）。根據（jù）結構可分（fèn）為屏蔽線和非屏蔽線（xiàn），根據用途可分為單芯屏蔽線和多芯屏蔽（bì）線（xiàn）(下圖)。

（2）絕緣材料

（8）布線需要考慮走線（xiàn）的（de）美觀性，裸露地盤掛線（xiàn）需要考慮增加線束護槽。

（3） 屏蔽（bì）

由於（yú）EMC(電磁兼容性)的要求，使用多根銅（tóng）絲組成編織屏蔽。鍍錫銅絲可（kě）以使其抵抗環境（jìng）影響如氧化（huà）等變得更加強大。用細的銅絲可以保持設計的柔韌性，編織屏蔽可以結（jié）合其他各種屏蔽，如鋁塑符合薄膜。屏蔽外可以繞包一（yī）層無紡布，以確保在裝配過程中（zhōng）輕鬆的剝下護套。

（4）彎曲半徑

由於空間的局限性，電纜通過的路徑非常狹小且複雜，橫截麵積較普通線（xiàn）束大導致其所需的（de）彎曲半徑也（yě）要很大，高彎曲力難以（yǐ）克服等問（wèn）題。為了解（jiě）決這個問（wèn）題，高壓（yā）電纜高柔韌性是至關重要，隻有比較柔韌（rèn）的設計，通過車（chē）輛的路由才可以容易實現。通（tōng）常電（diàn）纜推薦的SR導線外徑的5～10倍（bèi）。

2.2 高壓線束布線（xiàn）注意事宜

（1）高壓線纜過銳邊或（huò）過孔（kǒng）時應設計保護結構；

（2）布置時應避開熱源或與之保持足夠的距離；

（3）電纜與電纜之間避免產生較大的彈性摩擦；

（4）通常直線布置的線纜固定點間距≤300 mm，固定點與接插件（jiàn）間距≤120 mm（參考值）。

（5）電機線束應考慮部件運動（dòng）與振動的影響以及對連接器或者端子的影響，預留足夠的運動量。

（6）線束布置要考慮電磁幹（gàn）擾，布線時（shí）避（bì）免90°的折線，高、低壓線須分（fèn）開排布。

（7）高壓線束布置應具有合適的空間進行安裝與維修。

整車的線束的數量（liàng）及（jí）料號的減少會是一個趨勢，隨著整車模塊化、集（jí）成化，線束也會逐步會被標準化，多個線束以一個料號（hào）的存在，便於管理和成本（běn）計算（suàn）。

（9）連接器（qì）尾部應保持平直，避免彎曲造成的連接器（qì）密封失效。

（10）布線時（shí）需要注意高（gāo）低壓分開，分層設計，距離保（bǎo）持在200mm-300m內（nèi），走線規範，幹擾源（yuán）要遠離信號源。

2.3 高壓線束屏蔽要求

（1）對於高壓係統而言，屏蔽應該優先的是需要係統級考慮布（bù）置的合理性，比如係統級布線時需要注（zhù）意高低壓分開，走（zǒu）線（xiàn）規範，幹擾源要遠（yuǎn）離信號源等等。同時還要注意功率源和輸出之間的高壓線束的距離，比如整車上的電機和電（diàn）機控製器（qì），如果布置（zhì）相隔較（jiào）遠，那麽會形成共模電流通過電纜傳遞幹擾的風險（xiǎn）等。

（2）對於本身（shēn）要具備360°屏蔽（bì）層的連接器，必（bì）須有效和電纜屏蔽層連接（jiē），屏蔽層（céng）覆蓋整個（gè）連接長度，以保證足夠 的屏蔽功能，並盡量減少屏蔽界麵之間（jiān）的電阻，在產品（pǐn）生命周期內，屏蔽連接接觸電阻＜10mΩ，隨著（zhe）整（zhěng）車電（diàn）氣（qì）設備越來越多，現在普遍的這（zhè）個數值是要＜5mΩ。

（3）此外還需要考慮屏蔽的可靠接地問題，如果通過螺母連接設備端，我們需要防腐蝕的處理，因為如果不做處理會導（dǎo）致屏蔽的加大風（fēng）險， 以及線纜或者連接器和設（shè）備端有效的屏蔽連接，如（rú）果設備端表（biǎo）麵沒有表麵（miàn）的處理保護層，我們甚至需要增加屏蔽防護盒等方式來實現可靠的屏蔽（bì）連續性的連接（jiē）。

2.4 高壓連接器的選型

高壓連接器（qì）的選用（yòng）主要考慮電器的電（diàn）器原理，使用要求，線（xiàn）束布置（zhì）走向，裝配空間及裝配方式（shì），同時也要結合（hé）成本（běn）進行綜合考量使用。對於集成方案（àn）的可以考慮過（guò）孔連接器，主要是考慮成本因素和振動情況（kuàng）下（xià）對於插拔式連接器的脫扣風險的擔心等因素。對於電池，電機等需（xū）要在整車廠進行組裝的，通常以插合式連接器；對於耐環境（jìng）要求相對（duì）比較苛刻、環境溫度較高、電流及瞬間電（diàn）流（liú）較（jiào）大的部位可考慮溫升（shēng）和防水等級要求。

3 高壓線束（shù）未來發展及趨勢

（1）數量及物料號的減少

絕（jué）緣材料主要（yào）包（bāo）括線芯絕緣和護套絕緣。線（xiàn）芯絕緣（yuán）材料的選擇主要是考慮耐（nài）熱要求和機械強度和柔軟度，護套材料根據熱和機械性（xìng）的要求選（xuǎn）擇。護套絕緣由於直接與環境接觸，耐液體和（hé）耐磨等的環境屬性對護套要求尤其重要。目前主要有交聯聚乙烯和矽橡膠作為絕（jué）緣層的基礎材料。

（2）輕量化趨勢

為了降低油耗，整車上數（shù）量繁多的線束成為企業輕量化（huà）的重點目標。當前汽車線束使用的材料以銅為主，所以在減重（chóng）方麵除縮小截麵積外，就是（shì）采用比銅更輕的鋁材料。另外（wài），鋁的價格相較銅便宜，一旦鋁導線能在線（xiàn）束中得到應用，不僅能降低重量（liàng），還能有（yǒu）效提升性價比。

（3）高壓連接器小型化，載流能力的提升

隨著端子技術的進步，小（xiǎo）端子能承載更大的電流，高壓連接器結構（gòu）也朝著日益精密和輕量化的方向發展，性能（néng）提升的同時也給整車（chē）廠在（zài）設計的帶來了更大的空間（jiān），成本也將進一步優化。