簡述新（xīn）能源汽車高壓線束的設計

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（lún）、發電機、壓縮（suō）機和冷卻水泵等功（gōng）率設備上，通過動力傳動裝置實現車（chē）輛的行駛和功（gōng）能的運作。而新能源汽車尤其是純電動汽車，動力來源靠高壓電池包提供，傳（chuán）輸載體為高壓線束，連接（jiē）充電口座、高壓電池包、逆變（biàn）器、電機（jī），車載充電（diàn）機（jī）等大功率設備及直流轉換器（qì），空調壓縮機、PTC和加熱器（qì）等小功率設備

1 高壓（yā）線束（shù）的設（shè）計

1.1 高壓線束的組成

高壓線束主要（yào）包括:高壓連接器、高壓線纜，接地端（duān）子和紮帶、外（wài）包材料、膠帶、熱縮套（tào）管、膠套、安裝（zhuāng）支架等（děng）輔（fǔ）材。

1.2 高壓連接器（qì）

根據功能（néng）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，小電流主要（yào）用於壓縮機，PTC，電池加熱裝（zhuāng）置（zhì）及DCDC等功能電器上。

1.3 高壓線纜

高壓線纜主要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（fǔ）材配件與傳統低壓線束所使用的無太大差別，但外包材料（liào）需要用紅色或橘紅色的包（bāo）覆物（wù），以便於起到高壓危險警示作用。

2 高壓電纜的技術要求

2.1 電纜的技術（shù）要求

（1）結構

高壓電纜主要由線芯和絕緣材料組成，屏蔽線（xiàn）還要有屏蔽層和雙層絕（jué）緣結（jié）構。線芯是由一定數量的單絲先進行束絞（jiǎo），然後再同心（xīn）的複絞（jiǎo），形成高壓電（diàn）纜需要的軟導體。根據結構可（kě）分為屏蔽（bì）線和非屏蔽線，根（gēn）據用途可（kě）分為單（dān）芯屏蔽線和多芯屏蔽（bì）線(下圖)。

（2）絕（jué）緣材料

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

（3） 屏蔽

由於EMC(電磁兼容性)的要求，使用多根銅絲組（zǔ）成編織屏（píng）蔽。鍍錫（xī）銅絲可以使其抵抗環境影響如氧化等變得更加（jiā）強（qiáng）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（píng）蔽，如鋁塑符合薄膜。屏蔽外可以（yǐ）繞包一層無紡布，以確（què）保在裝配過程中輕鬆的剝下護套（tào）。

（4）彎曲半徑（jìng）

由於空（kōng）間的局限性（xìng），電纜通過（guò）的路徑（jìng）非常狹小且複雜，橫截麵積較普通線束大導致其所需的（de）彎曲半徑也要很大，高彎曲（qǔ）力難以克服（fú）等問題。為了解決這個問題（tí），高壓電纜高柔韌性是至關（guān）重要，隻有比較柔韌（rèn）的設（shè）計，通過車輛的路由才可以容（róng）易實現。通（tōng）常電纜推薦的SR導線外（wài）徑（jìng）的5～10倍。

2.2 高（gāo）壓線束布線注意（yì）事宜

（1）高壓（yā）線纜過（guò）銳邊或過孔時應（yīng）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（xìng）摩擦；

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

（5）電（diàn）機線束應考慮部件運動與（yǔ）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（zhì）要考慮電磁（cí）幹擾，布線時（shí）避免90°的折線，高、低（dī）壓線須分開排（pái）布（bù）。

（7）高壓線束布（bù）置應具有合適的空間進行安裝與維修。

整車的線束的數量及料號的減少會（huì）是一個趨勢，隨著整車模塊（kuài）化、集（jí）成化，線束也會逐步會（huì）被（bèi）標準化，多個線束以一個（gè）料（liào）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（bì）免彎曲造成的連接器密封失（shī）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（yōu）先的是需要係統級（jí）考（kǎo）慮（lǜ）布置的合理性，比如係統級布線時需要注意高低壓（yā）分開，走線（xiàn）規範，幹擾源要遠離信號源等等。同時還要注意功率源和輸出之間（jiān）的高壓線束的距離（lí），比如整車上的電機和（hé）電機控製器（qì），如果布置相隔較遠，那麽會形成共模（mó）電流通過電纜傳遞幹擾的風險等。

（2）對於本身要具備360°屏蔽層的連接器，必須有效和（hé）電纜屏蔽層連接，屏蔽層覆蓋整個（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的電阻，在產品生命（mìng）周期內（nèi），屏蔽連接接觸電（diàn）阻＜10mΩ，隨（suí）著（zhe）整車電氣設備越來越多，現在普遍的這個數值是要＜5mΩ。

（3）此外還需要考慮屏蔽的可靠（kào）接地問題，如果通過（guò）螺母連接設備端，我們需要（yào）防（fáng）腐蝕的處理（lǐ），因為如果不做處理會導致屏蔽的加大風（fēng）險， 以及線纜或者（zhě）連接器和設備端有效的屏（píng）蔽連接，如果設備端表麵沒有表麵的處理保護層（céng），我們（men）甚至需要增加屏蔽防護盒等方式來實現可靠的屏蔽連續性的連（lián）接。

2.4 高壓連接器的選型（xíng）

高壓連接器的選用主（zhǔ）要考慮電器（qì）的電器原理，使用（yòng）要求，線束布置走向，裝（zhuāng）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。對於集成方案的可以考慮過孔（kǒng）連接器，主要是考慮成本因素和振（zhèn）動情況下（xià）對於插拔式連接器的脫扣風險的擔心等因素。對於電池，電機等需要在整車廠進行組裝的，通常以插合式連接器；對於耐環境要（yào）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可考慮溫升和防水等級要求。

3 高壓線束未來發展（zhǎn）及趨勢（shì）

（1）數量及物料號的減（jiǎn）少

絕緣（yuán）材料主要包括線芯絕緣和護套絕緣。線芯絕緣材料（liào）的選擇主（zhǔ）要是考慮耐（nài）熱要求和機械強度（dù）和柔軟度，護套材料根據熱和機械性的要求選擇。護套絕緣由於直接與環境接觸（chù），耐（nài）液體和耐磨等的（de）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緣層（céng）的基礎（chǔ）材料。

（2）輕量化趨勢

為（wéi）了降低油耗，整車（chē）上數量繁多的線束成為企業輕量化的重點目標。當前（qián）汽車線束使用的材料以銅為（wéi）主，所以（yǐ）在減重方麵除縮小截麵積外，就是采用比銅更輕的鋁材料。另外，鋁的價格相較銅便宜，一旦鋁導線能在線束中得到應用，不僅能降低（dī）重量，還能有效（xiào）提升（shēng）性價（jià）比。

（3）高壓連接器小型化，載流能力的提（tí）升

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