簡述新能源汽（qì）車高壓線束的設計

傳統燃油車，動力來（lái）源是通過（guò）發動機活塞運動燃（rán）燒燃油，依靠曲（qǔ）軸和輪係傳輸發動機（jī）飛（fēi）輪、發電機、壓縮機和冷卻水泵等功率設備上，通過動力傳動裝置實現車（chē）輛的（de）行（háng）駛和功（gōng）能（néng）的運作。而新能源汽車尤其是純電動汽車，動（dòng）力來源靠高（gāo）壓（yā）電池包提供，傳輸載體為高壓線束，連接充（chōng）電口座、高壓電池包、逆變器、電機，車（chē）載充電機等大功率設備及直流轉換（huàn）器，空調壓縮機、PTC和加熱器等小功（gōng）率設備

1 高壓線束的（de）設計

1.1 高壓線束的組成（chéng）

高壓線（xiàn）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（cái）。

1.2 高壓連接器

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

1.3 高壓線纜

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

1.4 輔材配件

輔（fǔ）材配件與（yǔ）傳統低（dī）壓線束所（suǒ）使用的無（wú）太大差別，但外包材料需要用紅色或橘紅色的包覆物，以便於起到高壓危險警示作用。

2 高壓電纜的技（jì）術要求

2.1 電纜的技術要求

（1）結構

高壓電纜主要由線芯和絕緣材料組成，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，然後再（zài）同心的複絞，形（xíng）成高壓（yā）電纜（lǎn）需要的軟導體。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，裸露地盤掛線需要考慮增加線束護槽。

（3） 屏蔽

由於EMC(電磁（cí）兼容性)的要求，使用多（duō）根銅絲組（zǔ）成編織屏蔽。鍍（dù）錫銅絲可以使其抵抗環境（jìng）影響如氧化（huà）等變得更加強（qiáng）大。用細的銅絲可以保持設計的（de）柔韌性，編織屏蔽可以結合其他各種屏蔽，如鋁塑符合薄膜。屏蔽外（wài）可以繞包一層（céng）無紡布，以確保在裝配過程中輕鬆的剝下（xià）護套。

（4）彎曲半徑

由於（yú）空間（jiān）的局限性（xìng），電纜通過的路徑非常狹小且複雜，橫截麵積較普通線（xiàn）束大導致其所需的彎曲半徑也要很大，高彎曲力難（nán）以克服等問題。為了解決這個（gè）問題，高壓電纜高柔韌（rèn）性是至關重要，隻有比較柔（róu）韌（rèn）的設計，通過車輛的路由才可以容易實現。通常電纜推薦的SR導（dǎo）線外徑的5～10倍。

2.2 高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（jì）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（miǎn）產生較大的（de）彈性摩擦；

（4）通常直線（xiàn）布置（zhì）的（de）線纜固（gù）定點間距≤300 mm，固定點與（yǔ）接插（chā）件間距（jù）≤120 mm（參考值）。

（5）電機線束應考慮部（bù）件運動與振動的影（yǐng）響以（yǐ）及對連接器或者端子的（de）影（yǐng）響（xiǎng），預留（liú）足（zú）夠的運動量。

（6）線束布置要（yào）考（kǎo）慮電磁幹擾，布線時避免90°的折線，高、低壓線須分開排布。

（7）高壓線束布置應具有合適的空間進行安（ān）裝與維修。

整車的線（xiàn）束的數量及料號的減少（shǎo）會是一個趨勢，隨著整車（chē）模塊化、集成化，線束也會逐步會（huì）被標準化，多個線束以（yǐ）一（yī）個（gè）料號的存在，便於（yú）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（de）連接器密封（fēng）失效。

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

2.3 高壓線束屏蔽（bì）要求

（1）對於高壓（yā）係（xì）統而言，屏蔽應該優先的是需要係統級考慮布置的合理性，比如係統級布線時需要注意高低壓分開，走（zǒu）線規範，幹擾源要遠離信（xìn）號源等等。同時還要注意功率源和輸出之間的（de）高（gāo）壓線束的距離，比如整車上的電（diàn）機和電機控製器，如果布置相隔較遠，那麽會形成共模電流通過電纜傳（chuán）遞幹擾的（de）風險等。

（2）對於（yú）本身要具備360°屏蔽層的（de）連接器，必須有效和電纜屏蔽層連接，屏蔽層覆蓋整個連接長度，以保（bǎo）證足夠 的屏蔽功能，並盡量減少屏蔽界（jiè）麵之間的電阻，在產品生（shēng）命周期內，屏蔽連接接觸電阻＜10mΩ，隨著整車電氣設備越來越多，現在普遍的這個（gè）數值是要＜5mΩ。

（3）此外還需要考慮屏蔽的可靠接地問（wèn）題，如果通過螺（luó）母連接設備端，我們需（xū）要防腐蝕的處理，因為如果不做處理（lǐ）會導致屏蔽的加大風險， 以及線纜或者連接器和設備端有效的屏蔽連接，如果設備（bèi）端表麵沒有表麵的處理保護層，我們（men）甚（shèn）至需要增加屏（píng）蔽防（fáng）護盒等方式來實現可靠的屏蔽連續性的（de）連接。

2.4 高壓連接器的選型

高壓連接器的選用主要考慮電器的電器原理，使用要求（qiú），線束布置走向，裝配空間及裝（zhuāng）配方式，同（tóng）時也要結合成本進行綜合考量使（shǐ）用。對於集成方案的可以考慮過孔連接器，主要是考（kǎo）慮成本因素和振動情況下對於插拔式連接器的脫扣風險的擔心等因（yīn）素。對於（yú）電池，電（diàn）機等（děng）需要在整車廠進行組裝的（de），通常以插合式連接器；對於耐環境要求相對比較苛刻（kè）、環境溫度較高、電流及瞬間電流較大的部位（wèi）可考慮溫升和防水等（děng）級要求。

3 高壓（yā）線束（shù）未來發展及趨勢

（1）數量及物料號的減少

絕緣材料主要包括線芯絕（jué）緣和護套絕緣。線芯絕緣材料的選擇主要是考慮耐熱要求和機械強度和柔軟度，護套材料根據熱和（hé）機械性的要求選擇。護套（tào）絕緣由於直接與環境接觸，耐液體和耐磨等的環境屬性對護套要求尤（yóu）其重（chóng）要。目前主（zhǔ）要有交聯聚乙烯和矽橡膠作為絕緣層的基礎材（cái）料（liào）。

（2）輕（qīng）量化趨勢

為了（le）降低油耗，整車上數量繁多（duō）的線束成為企（qǐ）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，就是（shì）采用比銅更（gèng）輕的鋁材料。另外，鋁的價格相較銅便宜，一旦鋁（lǚ）導線能在線束中得到應用，不僅能降低重量，還能有效提升性價比。

（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，小端子能（néng）承（chéng）載更大的電流，高壓連接器結構也朝著日益精密和輕量（liàng）化的方向發展，性能提升的同時也給整車（chē）廠在設計的帶來了更大的空間，成本也將進一步優化。