簡述新能源汽車高壓線束的設計（jì）

傳統燃油車，動力來源是通過發動機活塞運（yùn）動燃燒燃油，依靠曲軸和輪係傳輸發動機飛輪、發電機、壓縮機和（hé）冷卻水泵等功率設備上，通過動力（lì）傳動裝置實現車輛的行駛和功能的運作。而新能源汽（qì）車尤其是純電動汽車，動力來（lái）源靠高壓（yā）電池包提供，傳輸載體為高壓（yā）線束，連接充（chōng）電口（kǒu）座、高壓電（diàn）池包、逆變器、電機，車載（zǎi）充電（diàn）機等大功（gōng）率（lǜ）設備及（jí）直流（liú）轉換器，空調壓縮機、PTC和加熱（rè）器等小（xiǎo）功率設備

1 高壓（yā）線束的設計

1.1 高壓線束（shù）的組成

高壓（yā）線束主（zhǔ）要包括:高壓連接器、高壓線纜，接地端子（zǐ）和紮帶、外包材料、膠帶、熱縮（suō）套管（guǎn）、膠套、安裝支架等輔（fǔ）材（cái）。

1.2 高（gāo）壓連接器

根據功能定義可分為小（xiǎo）電（diàn）流和大電流兩種，大電流主要用於OBC，電機，及電池等動力係統和上（shàng），小電流主要（yào）用於壓（yā）縮機，PTC，電池加熱裝置及DCDC等功（gōng）能電器上（shàng）。

1.3 高壓線纜

高壓線纜主要分為屏蔽線和非屏蔽（bì）線兩種，線徑從2.5mm²至120mm²不等。

1.4 輔材配件

輔材配（pèi）件與傳統（tǒng）低壓線束所使用的無太大差（chà）別，但外包材料（liào）需要（yào）用紅色或橘紅色的包覆物，以便於起到高壓危險警示作（zuò）用。

2 高壓電（diàn）纜的技術（shù）要求

2.1 電纜的技術（shù）要求

（1）結構

高（gāo）壓電纜主要由（yóu）線芯和絕緣材料組成，屏蔽線還要有屏蔽層和雙層（céng）絕緣結構。線芯是由一定數量（liàng）的單絲先進行束絞，然後（hòu）再同（tóng）心的複絞，形成高壓電（diàn）纜需要的軟導體。根據結構（gòu）可（kě）分為屏蔽線和非屏蔽（bì）線（xiàn），根據用途可分為單芯屏蔽線和多芯屏蔽線(下圖)。

（2）絕緣材料

（8）布線需要考慮走線的美觀性，裸露地盤掛線需要考慮增加線束（shù）護槽。

（3） 屏蔽

由於EMC(電磁兼容性)的（de）要求，使用多根銅絲組成編織屏蔽。鍍錫銅絲可以使其抵抗環境影響如氧化等變得更加強大。用細的銅絲可以保持設計的柔韌性，編織屏蔽可以結合其他各種（zhǒng）屏蔽，如鋁塑符合薄膜。屏蔽外可以（yǐ）繞包一層無紡布（bù），以確保在裝配（pèi）過程中輕鬆的剝下護套。

（4）彎曲半徑

由於空（kōng）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（pǔ）通（tōng）線束大導致其所需的彎曲半徑也（yě）要很大，高彎曲力難以克服等問題。為了解（jiě）決這個問題，高壓電纜高柔韌性是至關重要，隻有比較柔韌的設計，通過車輛的路由才可（kě）以容易實現（xiàn）。通常電纜推薦的SR導線外徑的5～10倍。

2.2 高（gāo）壓線束布線注意事宜

（1）高壓線纜過銳邊或過孔時（shí）應設計保護（hù）結構；

（2）布置時應避開（kāi）熱源或與之保持足夠的距離；

（3）電纜（lǎn）與電纜之間避免產生較大的彈性摩擦（cā）；

（4）通（tōng）常直線布置的線纜固定點間距≤300 mm，固定點與接插件間距≤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（jiē）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擾，布線時避免90°的折線（xiàn），高、低壓線須分開排布。

（7）高壓線束布置（zhì）應具（jù）有合適的空間進行安裝與維修。

整車的線束的數量及料號的減少會（huì）是一（yī）個（gè）趨勢（shì），隨著整車模塊化、集成化，線束也會逐步會被標準化，多（duō）個（gè）線束以一（yī）個料號的存在，便於管理和成本計算。

（9）連接器尾部應保持平直，避免彎曲造成的連接器（qì）密封失效。

（10）布線時需要注意高低（dī）壓分開，分層設（shè）計（jì），距離保持在200mm-300m內，走線規範，幹擾源要遠離信號源（yuán）。

2.3 高壓線束屏蔽要求

（1）對於高壓係統而言，屏（píng）蔽應該優先的是需要係（xì）統級考（kǎo）慮布置（zhì）的合理性，比如係統級布線時需要注意高低壓分開，走線規範，幹擾源要遠離信號源等等。同時還要注意功率源（yuán）和（hé）輸出之間的高壓線束的距離，比如整車上的電機和電機（jī）控製器，如果布置相隔較（jiào）遠，那麽會形（xíng）成共模電流通過電（diàn）纜傳遞幹擾的風險（xiǎn）等。

（2）對於本身（shēn）要具備360°屏蔽層（céng）的連接器，必須有效（xiào）和電纜屏蔽層連接，屏蔽層覆（fù）蓋整個連接長度，以保證足夠 的屏蔽功能，並盡量減（jiǎn）少屏蔽界麵之間的電阻，在產品生命周期內，屏蔽連接接觸電阻＜10mΩ，隨著整車電氣設備（bèi）越（yuè）來越多，現在普遍的這個數（shù）值是要＜5mΩ。

（3）此（cǐ）外還需要考慮屏蔽（bì）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（rú）果不做處理會導致屏蔽的加大風險， 以及線纜或者連接器和設備（bèi）端有效的屏蔽連接，如（rú）果設備端表麵沒有表麵的處理保護層，我（wǒ）們甚至需要增加（jiā）屏蔽防護（hù）盒等方式來實現可靠的屏蔽連續性的連接。

2.4 高壓（yā）連接器的選型

高壓連接器的選用主要考慮電器（qì）的電器原理，使用要求，線（xiàn）束布置走向（xiàng），裝配空間及裝配方式，同時也要結合成本（běn）進行綜合考量使用。對於集成方案的可以考慮過孔連接器，主要是考慮成本因素和振動情況下對於插（chā）拔式連接器（qì）的脫扣風險的擔心等（děng）因素。對於電池，電機（jī）等需要在整車廠進（jìn）行組裝的，通常以（yǐ）插合式連接器；對於耐環境要求相對比較苛刻、環境溫度較高、電流及瞬間電流較大的部位可考慮溫升和防水等級要求（qiú）。

3 高壓線束未來發展及趨勢

（1）數量及物料號的減少

絕緣材料主（zhǔ）要包括（kuò）線（xiàn）芯絕緣和護套絕緣。線芯（xīn）絕緣材料（liào）的選擇主要是考慮耐熱要求和機械（xiè）強度和柔軟度，護套材料（liào）根（gēn）據熱和機械性的要求選擇。護套絕緣由於直接與環境（jìng）接觸，耐液體和耐（nài）磨等的環境屬性對護套要求尤（yóu）其重要。目前主要有交（jiāo）聯聚乙烯和矽（guī）橡膠作為絕緣層的基礎材料。

（2）輕量化趨勢

為了降（jiàng）低油耗，整車上數量繁多的線束成為企業輕量化的重點（diǎn）目標（biāo）。當前汽（qì）車線（xiàn）束使用（yòng）的（de）材料以銅為主，所以在減重方麵除縮小截麵（miàn）積外（wài），就是采用比銅更輕的鋁材料。另外，鋁的價格相較銅便宜，一旦鋁（lǚ）導線能（néng）在線（xiàn）束中得（dé）到應用，不僅能降低重量，還（hái）能有效提升性價比。

（3）高壓連接（jiē）器小型化，載流能力（lì）的提升

隨著端子技術的進步，小端子能承載更大的電流，高壓連（lián）接器結構也朝著日益精密和輕量化（huà）的方向發展，性能提升的同時也給整車（chē）廠在設計的帶來了更大（dà）的（de）空間，成本也將進一步優（yōu）化（huà）。