簡述新（xīn）能源汽車高壓線束的設計

傳統燃油（yóu）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（lún）係傳輸發動機飛輪、發電機、壓縮機和冷卻水泵等功率設備（bèi）上，通過動力傳動裝（zhuāng）置實現車輛的行駛和功能的運作。而新能（néng）源汽車尤其是純電動汽車，動力來源靠高壓電池包提供，傳輸載體為高壓線束，連接充電口座、高壓電池包、逆變器、電機，車載充（chōng）電機等大功率設備及直流轉換器，空（kōng）調壓縮機、PTC和加熱器等小功率設備

1 高壓（yā）線束的設計

1.1 高壓線束的組成

高壓（yā）線束主要包括:高壓連接器、高壓線纜，接地端子和（hé）紮帶、外包材料、膠帶、熱縮套（tào）管（guǎn）、膠套、安裝支架等輔材。

1.2 高壓連接器

根據功能定義（yì）可分為小電流和大電流兩（liǎng）種，大電流主要用於OBC，電機，及電池等動力係（xì）統和上，小電流（liú）主要用（yòng）於壓縮機，PTC，電池加熱裝置及DCDC等功（gōng）能電器上。

1.3 高壓（yā）線纜

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

1.4 輔材配件

輔材（cái）配件與傳統低壓線束所（suǒ）使用（yòng）的（de）無太大差別，但外包材料需要用紅色或橘紅色（sè）的包覆物，以便於起到高（gāo）壓危險警（jǐng）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（zhǔ）要由（yóu）線芯和（hé）絕緣材料（liào）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（sī）先進行束絞，然後再同心的複絞，形成高壓電纜需（xū）要的軟導（dǎo）體。根據結構（gòu）可分（fèn）為屏蔽線和非（fēi）屏蔽線，根據用途可分為（wéi）單芯屏蔽線和多（duō）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（pán）掛線需（xū）要考慮增加（jiā）線束護槽。

（3） 屏蔽

由於EMC(電磁兼容（róng）性)的要求，使用多根銅絲組成編織屏蔽。鍍（dù）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（sī）可以保持設計的柔韌（rèn）性，編（biān）織（zhī）屏蔽可以結合其他（tā）各種（zhǒng）屏蔽，如鋁塑符合（hé）薄膜。屏蔽外可以（yǐ）繞包一層無紡布，以（yǐ）確保在裝配過程中輕鬆的（de）剝（bāo）下護套。

（4）彎曲半徑

由於空間的局限（xiàn）性，電纜通過（guò）的路（lù）徑非（fēi）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大（dà），高彎曲力難以克服等（děng）問題。為了解決這個問題，高壓電纜高柔韌性是至（zhì）關重要，隻有比較柔韌的設計，通過車輛的路由才可以（yǐ）容易實現。通常電纜推（tuī）薦的SR導線外徑的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應（yīng）設計保護結構；

（2）布置時應（yīng）避開熱（rè）源或與之保持（chí）足夠的距離；

（3）電纜與（yǔ）電纜（lǎn）之（zhī）間避免（miǎn）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（jiàn）間距≤120 mm（參考值）。

（5）電機線束應考（kǎo）慮部件運動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（dòng）量。

（6）線束布置要考慮（lǜ）電（diàn）磁幹擾，布線時避免90°的（de）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裝與維修。

整（zhěng）車的線束的數（shù）量（liàng）及料號的減少會是一個趨勢，隨著整車模塊化、集成（chéng）化（huà），線束也會逐步會被標準化，多個（gè）線束以一個料號的存（cún）在，便於管理和成（chéng）本計算。

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

（10）布線（xiàn）時需要注意（yì）高（gāo）低壓分開（kāi），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（píng）蔽要求

（1）對於高壓係統而言，屏蔽應該優（yōu）先的是需要係（xì）統級考慮布置的（de）合理性，比如係統級布線時需要注（zhù）意高低壓分開，走線規範，幹擾源要遠離信號源等等。同（tóng）時還要注意功率源和輸出之間的高（gāo）壓線束的距離，比如（rú）整車上的電機和電機（jī）控製器，如果布（bù）置相隔較遠，那麽會（huì）形成共模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（lián）接器，必須有效和電纜屏蔽層連接，屏蔽（bì）層（céng）覆蓋整個連接長度，以保證足夠 的屏蔽功（gōng）能，並盡量減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（qì）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，如果通過螺母連接設備端，我們需要防腐蝕的處理，因為如果（guǒ）不做處理會導致屏（píng）蔽的加大風險， 以（yǐ）及線纜或者連接器和設備端有效的屏蔽連接，如果設備端表麵沒有表麵的處理保護層，我（wǒ）們甚至需要增加屏蔽防護盒等（děng）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）的選用主要考慮電器的電器原理，使用要求，線束布置走（zǒu）向，裝配空間及裝配方式，同時也要結（jié）合（hé）成本進行綜合考量（liàng）使（shǐ）用。對於集成方案的（de）可以（yǐ）考慮過孔連接器（qì），主要（yào）是考慮成本因素和振動情況下對於插（chā）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（tōng）常以插合式連接器；對於耐環境要求相對比較苛刻、環境溫度較高、電流（liú）及瞬間電流較大的（de）部位可考慮溫升和（hé）防水等級（jí）要求。

3 高壓線束（shù）未來（lái）發展及趨勢

（1）數量及物（wù）料號的減少

絕緣材料主要包括線芯絕緣和（hé）護套絕緣。線芯絕（jué）緣材料的選擇主要是考慮耐熱要求和機械強度和柔軟度，護套材料根據熱和機械性的要求選擇。護套絕緣由（yóu）於直接與環境接觸，耐液（yè）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（xī）和矽橡膠作為絕緣層的基礎（chǔ）材料。

（2）輕量化趨勢

為了降低（dī）油耗，整（zhěng）車上（shàng）數量繁多的線束成為企業輕量化的重點目標。當前汽（qì）車線束使（shǐ）用的材料以銅（tóng）為主，所以在減（jiǎn）重（chóng）方麵除縮（suō）小截麵積外，就是采用比銅更（gèng）輕的鋁材料（liào）。另外，鋁的價格相較銅（tóng）便宜，一旦（dàn）鋁導線能在線束（shù）中得到應用，不僅能降低重量，還能（néng）有效提升性價比（bǐ）。

（3）高（gāo）壓連接器小型化，載流能力的提升

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