簡述新能源汽車高壓線束的（de）設計

傳（chuán）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（yī）靠曲軸和（hé）輪係傳輸發動機飛輪（lún）、發電機、壓縮機和冷卻水（shuǐ）泵等功率設備上，通過動力傳動裝置實（shí）現車輛的行駛和功（gōng）能的（de）運作。而（ér）新能源汽車尤其是純（chún）電動汽車，動力來（lái）源靠高壓電池包提供，傳（chuán）輸載體為（wéi）高壓線束，連接（jiē）充電口座、高壓電池包、逆（nì）變器、電機，車載充電機等大功率設備及直流轉（zhuǎn）換器，空調壓縮機、PTC和加（jiā）熱器等小功率設備

1 高壓線束的設計

1.1 高壓線束（shù）的組成

高壓線（xiàn）束主要包括:高壓連接器、高壓線纜，接地端子和（hé）紮帶、外包材（cái）料、膠帶、熱縮（suō）套管、膠套、安裝支（zhī）架等輔材。

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（yào）用於OBC，電機，及電池等動力係統和上，小電流主要用於壓縮機，PTC，電池（chí）加熱裝置及DCDC等功能電器上。

1.3 高（gāo）壓線纜

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

1.4 輔材（cái）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（hóng）色或（huò）橘紅色的包覆物，以（yǐ）便於起到高（gāo）壓危險警示作用。

2 高壓電纜的技術要求（qiú）

2.1 電纜的（de）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（céng）和雙層絕緣結構。線芯是由一定數量的單（dān）絲先（xiān）進（jìn）行束絞，然後再同心的複絞，形成高壓電纜需要的軟導體。根（gēn）據結構（gòu）可分為屏蔽線（xiàn）和非屏蔽線，根據（jù）用途可分為單芯屏蔽（bì）線和多芯屏蔽線(下圖)。

（2）絕緣材料

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

（3） 屏蔽

由（yóu）於EMC(電磁（cí）兼容性（xìng）)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境影響（xiǎng）如氧化等（děng）變（biàn）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屏蔽，如鋁塑符合薄膜。屏蔽外可以繞包一層無紡布，以確保在裝配（pèi）過程中輕鬆的剝下護套（tào）。

（4）彎曲半徑

由於（yú）空間的局限性，電纜通過的路徑非常狹小且複雜，橫截麵積較普通線束大導致其所需的彎曲半徑也要很（hěn）大，高彎曲力難（nán）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（guān）重（chóng）要，隻有比較柔韌（rèn）的設計，通過車輛的路（lù）由才可以容（róng）易實現。通常電纜推薦的SR導線外徑的5～10倍。

2.2 高壓線束布線注意（yì）事宜

（1）高壓線纜過銳邊或過孔時應設計保護結構（gòu）；

（2）布置（zhì）時應避開熱（rè）源或與之保持足夠的距（jù）離；

（3）電纜與電纜之間避免產生（shēng）較大的彈性摩擦；

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

（5）電機線束（shù）應考慮部件運動與振（zhèn）動（dòng）的影響以及對（duì）連接器或者端子的影響，預留足夠的運動量。

（6）線（xiàn）束布置要考慮電磁幹擾，布線時避（bì）免90°的（de）折線，高、低壓線須分開排布。

（7）高壓線束布（bù）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密封失效。

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

2.3 高壓線束屏蔽要求

（1）對於高壓係統而言，屏蔽應該優先的（de）是需（xū）要係統級考慮布（bù）置的合理性，比如係統級布線（xiàn）時需要注意（yì）高低壓（yā）分開，走線規範，幹擾源要遠（yuǎn）離信號（hào）源等等。同（tóng）時還要注（zhù）意功率源和輸出之間的高壓線束的距離，比如整（zhěng）車上的（de）電機和電機控製器，如果布置（zhì）相隔較遠，那（nà）麽會形（xíng）成共模電流通過電纜傳遞幹擾的風險等（děng）。

（2）對於本身要具備360°屏蔽層（céng）的連接器，必須有效和電纜屏蔽層連（lián）接，屏蔽層覆蓋整個連接長度，以保證足夠 的屏蔽功能，並盡量減少（shǎo）屏蔽界麵（miàn）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（zhè）個數值是（shì）要（yào）＜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（fǔ）蝕的處理，因為如果不做（zuò）處理會導致屏蔽的加大風險， 以及線纜或者連接器和設（shè）備（bèi）端有效的屏蔽連接，如（rú）果設備（bèi）端表麵沒有表麵的處理保護層，我們甚至需要（yào）增（zēng）加屏蔽防護盒等方（fāng）式來實現可靠（kào）的屏蔽連續性的（de）連（lián）接。

2.4 高（gāo）壓連（lián）接器的選型（xíng）

高壓連接器的選用主要考慮電器的電器原理，使用要求，線束布置走向，裝配空間及裝配方（fāng）式，同時（shí）也要結合成本進行綜合考量使用。對於集成方（fāng）案的可以考慮（lǜ）過孔連接器，主要是考慮成本因（yīn）素和振動情況下對於插拔式連接器（qì）的脫扣風險的擔心等（děng）因素。對於（yú）電池，電機等需要在整車廠進行組裝的，通常以插合式連接器；對於（yú）耐（nài）環境要求相（xiàng）對比較苛（kē）刻、環境溫（wēn）度（dù）較高、電流及瞬（shùn）間電流較大的部位可考慮溫升和防水等（děng）級要求。

3 高壓線束未來發展及趨勢

（1）數量及物料號的減少

絕緣材料主要包括線芯絕緣（yuán）和護套絕緣。線芯絕緣材料的（de）選擇主（zhǔ）要是考慮耐熱要求和機械強度和柔（róu）軟度，護套材料根據熱和機械性的要求（qiú）選（xuǎn）擇（zé）。護套絕緣由於直接與環境接觸（chù），耐液體和耐磨等的環境屬性對護套要求尤其重要。目前主要有交（jiāo）聯聚乙烯和（hé）矽橡（xiàng）膠作為絕（jué）緣層的基礎材料。

（2）輕量化趨勢

為了降低油耗，整車上數量繁多（duō）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，就是采（cǎi）用比銅更輕的（de）鋁材料。另外（wài），鋁的價（jià）格相較銅便（biàn）宜，一旦鋁導線能在線束中得到應用，不僅能降低重量，還能有效提（tí）升性價比。

（3）高壓連接器小型化（huà），載流能力的提升

隨著（zhe）端子技術的進步，小端子能承載更大的電（diàn）流，高壓（yā）連接（jiē）器（qì）結構也朝著日益（yì）精（jīng）密和輕量化的方向發展，性（xìng）能提升的同時也給整車廠在設計的帶（dài）來了更大的空間（jiān），成本（běn）也將進一步優化。