簡述新能源汽車高壓線（xiàn）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（xì）傳輸發動機飛輪、發電機、壓縮機和冷卻水泵等功率設備上，通過動力傳動裝（zhuāng）置實現（xiàn）車（chē）輛的行駛和功能的運作。而新能源汽車尤（yóu）其是純電動汽（qì）車，動力來源靠高壓電池包提供（gòng），傳輸載體為高壓線束（shù），連接充電口座、高壓電池包、逆變器、電機（jī），車載充電（diàn）機等大（dà）功率（lǜ）設備及直流轉換器，空調壓縮（suō）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（de）組成

高壓線束主要包括（kuò）:高壓連接器、高壓（yā）線纜（lǎn），接地端（duān）子和紮帶、外包材料、膠（jiāo）帶、熱縮套管（guǎn）、膠套、安裝支架等輔材。

1.2 高壓連接器

根據功（gōng）能定義可分為小電流（liú）和大電流（liú）兩種，大電流主要用於OBC，電機，及電池等動力係統和上，小電流主要用於壓（yā）縮機，PTC，電池加熱裝（zhuāng）置及DCDC等功能電器（qì）上。

1.3 高壓線纜（lǎn）

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（bú）等。

1.4 輔（fǔ）材配件

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色或橘紅色的包覆物，以便於起（qǐ）到高壓危險（xiǎn）警示作用。

2 高壓電纜的技術要求

2.1 電纜的技術要求

（1）結構

高壓電纜（lǎn）主要（yào）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（dān）絲先進行束絞，然後再同心的複絞，形成高壓電纜需要的軟導體。根據結（jié）構可分為屏蔽線和（hé）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（lù）地盤掛線需要考慮（lǜ）增加線束護槽。

（3） 屏蔽

由（yóu）於EMC(電磁兼容（róng）性)的要求，使（shǐ）用（yòng）多根銅絲組成編織屏蔽。鍍錫（xī）銅絲可以使其抵抗環境影響如氧化等變得更加強大。用細的銅絲可以保持設計的柔韌性，編織屏蔽可以結（jié）合其他各種（zhǒng）屏蔽，如鋁塑符合（hé）薄膜。屏蔽外可以繞（rào）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（yě）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（chóng）要，隻有比較柔韌的設計，通過車輛的路由才可以容易實現。通常（cháng）電纜推薦（jiàn）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（lǎn）與電纜之間避免產生較大的彈性摩（mó）擦；

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

（5）電機線束應考慮部件運動與振（zhèn）動的影響以及對連接器或者端子的影響，預留足夠（gòu）的運動量（liàng）。

（6）線束布置要考（kǎo）慮電（diàn）磁（cí）幹（gàn）擾，布線時避免90°的折線，高、低壓線須（xū）分開排布。

（7）高壓線束布置應（yīng）具有合（hé）適的空間進行安裝與維修。

整車的線（xiàn）束的數量及料號（hào）的減少會是一個趨勢（shì），隨著整車模塊（kuài）化、集成化，線束（shù）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（jì）算。

（9）連接器（qì）尾部應保持平直，避免彎曲（qǔ）造成的連接器密封（fēng）失效。

（10）布（bù）線時需要注意高低壓分開，分層設計，距離（lí）保持（chí）在（zài）200mm-300m內，走線規範（fàn），幹（gàn）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，屏蔽應該優先的是需要係統級考慮布置的合理性，比如係（xì）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等（děng）等。同（tóng）時還（hái）要注意功率源和輸出之間的高壓線束的距離，比如整車上的電（diàn）機和電機控（kòng）製器（qì），如果布置相（xiàng）隔較遠，那（nà）麽會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（bèi）360°屏蔽層的連接（jiē）器（qì），必須有效和電纜屏蔽層連接，屏（píng）蔽層覆蓋整個連接長度，以保證足夠 的屏蔽功能，並盡量減（jiǎn）少屏蔽界麵（miàn）之間的電阻，在產品生命周期內，屏蔽連接（jiē）接觸電阻＜10mΩ，隨著整車電氣設備越來越（yuè）多，現在普遍的這個數值是要＜5mΩ。

（3）此外還（hái）需要（yào）考慮屏（píng）蔽（bì）的（de）可靠接地問題，如果通過螺母連接（jiē）設備端，我們需要（yào）防腐蝕的處理（lǐ），因為如果不做處（chù）理會導致屏蔽的加大風險， 以及線纜（lǎn）或者連接器和設備端有效的屏蔽連接，如（rú）果設備端表麵沒有表（biǎo）麵的處理保護層（céng），我們甚（shèn）至需要增加屏蔽防護盒等方式來實現可靠的（de）屏蔽（bì）連續性的連接。

2.4 高壓連接器（qì）的選型

高壓連接器的選用（yòng）主要考（kǎo）慮電（diàn）器的電（diàn）器原理，使用要求，線束布置走向，裝配空間及裝配方式，同（tóng）時也要結合（hé）成本進行綜合考量使用。對（duì）於集成方案的可以考慮過孔（kǒng）連接器，主（zhǔ）要（yào）是考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（dān）心等因素。對（duì）於（yú）電池，電機等需要在整車廠進行組（zǔ）裝（zhuāng）的（de），通常以插合式連接器；對於耐環境要求相對比較苛刻、環境溫度（dù）較高、電流及瞬間電流較（jiào）大的部位可考慮溫升和防水等級要求。

3 高壓線束未（wèi）來發展及趨勢

（1）數量及物（wù）料號的減少

絕緣材料主要包括線芯（xīn）絕緣（yuán）和護套絕緣。線（xiàn）芯絕緣（yuán）材料（liào）的選擇主要是考慮耐熱要求和機械強度和柔（róu）軟度，護套材料根（gēn）據熱和機械（xiè）性的要求選擇。護套絕緣由於直接與環境接（jiē）觸，耐液體和耐磨等的環境屬性對護套要求尤（yóu）其重要。目前主要有交聯聚乙烯和矽（guī）橡膠作為絕緣層的基礎（chǔ）材料。

（2）輕量化（huà）趨勢

為（wéi）了降低（dī）油耗（hào），整車上數量繁多的（de）線束成為企（qǐ）業輕量化的重點目標。當前汽車線束使（shǐ）用的材料（liào）以銅為主，所以在減重方麵除縮（suō）小截麵積外，就是采用比銅更輕的鋁材料。另外，鋁的價格（gé）相較銅便宜（yí），一（yī）旦鋁導（dǎo）線能在（zài）線束中得到應用（yòng），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（duān）子（zǐ）能承載更大的（de）電流，高（gāo）壓連接器結構也朝（cháo）著（zhe）日益精密和輕量化的（de）方向發展，性能提升的同時也給整車廠在設（shè）計的帶來了更大的空間，成本也將進一步優化。