簡述新能源汽車高壓線束的設（shè）計

傳統燃油車，動力來（lái）源是通過發動機（jī）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（yā）縮機和冷卻水（shuǐ）泵等功率設備上，通（tōng）過動力傳動裝置（zhì）實現車輛（liàng）的（de）行駛和功能的運（yùn）作。而新能源（yuán）汽車尤其是（shì）純電動汽車，動力（lì）來源靠高（gāo）壓電池包提供，傳輸載體為高壓線束，連接充電口座、高壓電池包（bāo）、逆變器、電機，車（chē）載充電機等大功率設（shè）備及直流轉換器，空調壓縮機、PTC和加熱器等小功率設備

1 高壓線束的設計

1.1 高壓線束的組成

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（tào）管、膠套、安裝支架等輔材。

1.2 高壓（yā）連接器

根據功能定義可分為（wéi）小電流和（hé）大電流兩種（zhǒng），大電流主要用於OBC，電機，及電池等動力係統和上，小電流主要用於壓縮（suō）機，PTC，電池加熱裝（zhuāng）置及（jí）DCDC等功能電器上。

1.3 高壓線纜

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

1.4 輔材配件

輔材配件與傳統低壓線束（shù）所使用的無太大差別，但外包材料需要用紅色或橘紅色的包（bāo）覆物，以便於起（qǐ）到高壓危險警示（shì）作用。

2 高（gāo）壓電纜的技術要（yào）求

2.1 電纜的技術要求

（1）結（jié）構

高壓電纜主要由線芯（xīn）和絕緣材料組成，屏蔽線還要有屏蔽層和雙層絕緣結構。線芯是由一定數量的單絲先進行束絞，然（rán）後再（zài）同心的複（fù）絞，形成高壓電纜需（xū）要的軟導體。根據結（jié）構可分為屏蔽線和非屏蔽線，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（xìng），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（huán）境影響如氧化等變得更（gèng）加強大。用（yòng）細的銅絲可以保持（chí）設計的柔韌性，編織（zhī）屏蔽可（kě）以結（jié）合其他各種屏蔽，如鋁塑符合（hé）薄膜。屏蔽外可（kě）以繞包一層無紡布，以確保（bǎo）在裝配過程中輕鬆的剝下護套。

（4）彎曲半徑

由於空間的局限性，電（diàn）纜通過的（de）路徑非常狹（xiá）小且複雜，橫截麵（miàn）積較普通線束（shù）大導致其所需的彎曲半徑也要很大，高彎曲力難以克服等問題。為了解決這個問題，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以容易實現（xiàn）。通常電纜推薦的SR導線外（wài）徑的5～10倍。

2.2 高壓線束（shù）布線注意事宜

（1）高壓線纜過銳邊（biān）或過孔時應設計保護結構；

（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（dàn）性摩擦；

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

（5）電機線束應考慮部件運動與振（zhèn）動的影（yǐng）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（lǜ）電磁幹擾，布線時避免90°的折（shé）線，高（gāo）、低壓線須分開排布。

（7）高壓線束（shù）布置應具有合適的空間進行安裝與維修（xiū）。

整車的線束的數（shù）量及料號的減（jiǎn）少會是一個趨勢，隨著（zhe）整車（chē）模塊化、集成化，線束也會逐步會被標準化，多個線束以一個料號的存在，便於管理和成本（běn）計算。

（9）連（lián）接器（qì）尾部應保持平直，避免彎曲造成的連接器密封失效。

（10）布線時需要注意高低壓分開，分層設計，距離保持在200mm-300m內，走（zǒu）線規範，幹擾源要遠離信號源。

2.3 高（gāo）壓線束屏蔽要求

（1）對於高（gāo）壓係統而言，屏蔽應該優先的（de）是需要係統級考慮布置的合理（lǐ）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（yuán）等等。同時還要注意功率源和輸出（chū）之間的高（gāo）壓線束的距（jù）離，比如整車上的電機和（hé）電機控（kòng）製（zhì）器，如果布置相隔較遠，那麽會形成共模電流通過電纜（lǎn）傳遞幹擾的風險（xiǎn）等。

（2）對於本身要具備360°屏蔽層的連接器，必須有效和電纜屏蔽層連接，屏蔽層覆（fù）蓋整個連（lián）接（jiē）長（zhǎng）度，以保證足（zú）夠（gòu） 的屏蔽功能，並盡量減少屏蔽界麵之間的（de）電阻，在產（chǎn）品生命（mìng）周（zhōu）期內，屏蔽連接接觸電阻＜10mΩ，隨著整車電氣設備越來越多，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（luó）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（de）加大風險， 以及線纜或者連接器和設備端有效的屏蔽連接（jiē），如果設備端表（biǎo）麵沒有表麵的處理保護層，我們甚至需要增加屏蔽防護盒（hé）等方式來實現可靠的屏蔽連續性的連接。

2.4 高壓連接器的選型

高壓連接器（qì）的選用主要考慮（lǜ）電（diàn）器的電器原理，使用要求，線束布置走向，裝配（pèi）空間及裝配方式（shì），同時也要結合成本（běn）進行綜合考量使用（yòng）。對於集成方案的可以（yǐ）考慮過孔連接器，主（zhǔ）要是考（kǎo）慮成本因素和振動情況下對於插拔式（shì）連接器的脫扣風險的擔心等因素。對於電池（chí），電機等需要在整車廠進行組裝的，通（tōng）常以插合式連接器；對於耐環境要求相對比較苛刻（kè）、環境溫度較高、電（diàn）流及瞬間電流（liú）較大的部位可考慮溫升和防水等級（jí）要求。

3 高壓線束未（wèi）來發展及趨勢

（1）數量及物料號（hào）的減少

絕緣材料（liào）主（zhǔ）要包括線芯絕緣和護套絕緣。線芯絕緣材料的選擇主（zhǔ）要是考慮耐熱要求和機械強度和柔軟度，護套（tào）材（cái）料根據熱和機械性的要求選擇。護套絕緣由（yóu）於直接與環境接觸，耐（nài）液體和耐（nài）磨（mó）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（xī）和矽橡膠作為絕緣層的基礎材料。

（2）輕量化趨勢

為了降低油耗，整（zhěng）車上數量（liàng）繁多的線束成為企業輕量化的重點目標。當前汽車線束使用的材料以銅為主，所以在減重方麵除縮小截麵積外，就（jiù）是采用比銅更輕（qīng）的鋁材料。另外，鋁的價格相較銅便宜，一旦鋁導線能在線束中得到應用，不僅能降低重量，還能（néng）有效提升性價比。

（3）高壓連接器小（xiǎo）型化，載流能力的提升

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