簡述新能源（yuán）汽車高壓線束的設計

傳統燃（rán）油車，動力來源（yuán）是通過發動機（jī）活塞運動燃燒燃油，依靠曲軸（zhóu）和輪係傳輸發（fā）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（chuán）動裝置實（shí）現車輛的行駛和功能（néng）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，傳輸（shū）載體為高壓線束，連接充電口座（zuò）、高壓電（diàn）池包（bāo）、逆變器、電機（jī），車載充電機等大功率設備及直流轉換器，空調壓縮機、PTC和加熱器等小功率設備

1 高壓（yā）線束的設計

1.1 高（gāo）壓線束的組成

高壓線束主（zhǔ）要（yào）包括:高壓（yā）連接器（qì）、高壓線纜（lǎn），接地端（duān）子和紮帶、外包材料、膠帶、熱縮（suō）套管、膠套、安裝支架等輔材。

1.2 高壓連接器

根據功能定義可分（fèn）為小電流和大電（diàn）流兩種，大電流（liú）主要用（yòng）於OBC，電機，及（jí）電池等動力係統和上，小（xiǎo）電流主要用於壓縮機（jī），PTC，電池加熱裝置及DCDC等功能電器上。

1.3 高壓線纜

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

1.4 輔材配件（jiàn）

輔材配（pèi）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（jú）紅色的包覆物，以便於起到（dào）高壓危（wēi）險警示作用。

2 高壓電纜的技術要求

2.1 電纜（lǎn）的（de）技術要求

（1）結構

高壓電纜主（zhǔ）要由線芯和絕（jué）緣材料組成，屏蔽線還要有屏蔽（bì）層和雙層絕緣（yuán）結構。線芯（xīn）是由一定（dìng）數量的單絲先進行（háng）束絞，然後再同心的（de）複（fù）絞（jiǎo），形成高壓電（diàn）纜需要的（de）軟導體。根據（jù）結構可分為屏蔽線和非屏蔽（bì）線（xiàn），根據用（yòng）途可分為單（dān）芯屏蔽線和多芯屏蔽線(下圖)。

（2）絕緣材料

（8）布線（xiàn）需要考慮走線的（de）美觀性，裸露地盤掛線（xiàn）需（xū）要考慮（lǜ）增加（jiā）線（xiàn）束護槽。

（3） 屏蔽（bì）

由於EMC(電磁兼容（róng）性)的要求，使用多根（gēn）銅絲組成編織屏蔽。鍍錫銅絲可以使其抵抗環境影響如氧化等（děng）變得更加強（qiáng）大。用細的銅絲可（kě）以保持設計的柔韌性，編織屏蔽可以結合其他（tā）各種屏蔽，如鋁塑符合薄膜（mó）。屏蔽外可以繞包一層無紡布，以確保在（zài）裝配過程中輕（qīng）鬆（sōng）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（fù）雜，橫截（jié）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問題。為了解決這個問題，高壓電（diàn）纜（lǎn）高柔韌（rèn）性是至關重要，隻有比較柔韌（rèn）的設計，通過車輛的路由才可以容易（yì）實現。通常電纜推薦的SR導線外徑的5～10倍。

2.2 高（gāo）壓線束布線注意事宜

（1）高壓線纜過（guò）銳邊或過孔時（shí）應設計保護結構（gòu）；

（2）布置時應避開熱源或與（yǔ）之（zhī）保持足夠的距離（lí）；

（3）電纜與電纜（lǎn）之間避免產生較大的彈性摩擦；

（4）通常直線布（bù）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（jī）線束應考慮部件運動與振動的影響以及對連接器（qì）或者端子的影響，預留足夠（gòu）的運動（dòng）量。

（6）線（xiàn）束布置要考慮電（diàn）磁幹擾，布線時避免（miǎn）90°的折（shé）線，高、低壓線須分開（kāi）排布。

（7）高壓線束布置應（yīng）具有合適的空間進行安裝與維修。

整（zhěng）車的線束的數量及料號的減少會是一個趨勢，隨著整車（chē）模塊（kuài）化、集（jí）成化，線束也會（huì）逐步（bù）會被標準化，多個線（xiàn）束以一個料號的存在，便（biàn）於（yú）管理和成本計（jì）算。

（9）連接器尾部應保持平直，避免彎曲造（zào）成的連接器密封失效。

（10）布線時需要（yào）注意高低壓分開（kāi），分層設計，距（jù）離保持（chí）在200mm-300m內，走線規範，幹擾源要遠離信號（hào）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，比如係統級布線時需（xū）要注意高低壓分開，走線規範，幹擾源要遠離信號源等等。同時還要注意功率（lǜ）源和輸出之（zhī）間的高壓線束的距離，比（bǐ）如整（zhěng）車上（shàng）的電機和電機（jī）控製器，如（rú）果布置相隔較遠，那（nà）麽會形成共模電流通過（guò）電纜傳遞幹（gàn）擾的風險等。

（2）對（duì）於本身要具備（bèi）360°屏蔽層的連（lián）接器，必須有效和電纜屏蔽層連接，屏（píng）蔽層覆蓋整（zhěng）個連接長度，以保證足夠 的屏蔽功能，並盡量減少屏蔽界麵（miàn）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（zhe）整車電（diàn）氣設備越來（lái）越多（duō），現在普遍的這個數（shù）值是要＜5mΩ。

（3）此外（wài）還需要考慮（lǜ）屏蔽的可靠接地問（wèn）題，如果通過螺母連接設備端，我們需要防腐（fǔ）蝕的處理，因為如果不做處理會導致屏蔽的加（jiā）大風險， 以及線纜或（huò）者連（lián）接器和設備（bèi）端有（yǒu）效的屏蔽連接（jiē），如果（guǒ）設備端表麵沒有表麵的處理保護層，我們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接。

2.4 高壓連接器的選（xuǎn）型

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（jí）裝配方式，同時也要結合成本進行（háng）綜合（hé）考量使用。對於集成（chéng）方案的可（kě）以考慮過（guò）孔連接器，主要是考慮成本因素和振動情（qíng）況下對於插拔（bá）式連（lián）接器的脫扣風險（xiǎn）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（chā）合式連接器；對於耐環境要求相對比較苛刻、環境溫度較高、電流及瞬間電流（liú）較大（dà）的部位可考慮溫升和防水（shuǐ）等級要求。

3 高（gāo）壓（yā）線束（shù）未來發展及趨勢

（1）數量及物料號的減少

絕緣（yuán）材料主要包括線芯絕緣和護套絕緣。線（xiàn）芯絕緣材（cái）料的選擇主要是考慮（lǜ）耐熱要求和（hé）機（jī）械強度（dù）和柔軟度，護套材料根據熱和機械（xiè）性的要求選擇。護套絕緣由於（yú）直接（jiē）與環境接觸，耐（nài）液體和耐（nài）磨等的環境屬性對護套要求尤其重要（yào）。目前主要（yào）有交聯聚乙（yǐ）烯和矽橡膠作為（wéi）絕緣層的基礎材料。

（2）輕量化趨勢

為了（le）降低油耗，整車上數（shù）量繁多的線（xiàn）束（shù）成為企業輕量化的重點目標。當前汽（qì）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，就是采用（yòng）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（zhōng）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（qì）小型化，載流能（néng）力的（de）提升（shēng）

隨著端子技術的進步，小端子（zǐ）能承載更（gèng）大的電流，高壓（yā）連接器結構也朝著日益精（jīng）密和輕量化的（de）方向（xiàng）發展，性能提升的同時也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（huà）。