傳統(tǒng)燃油車，動力來源是通過發(fā)動機活塞運動燃燒燃油，依靠曲軸和輪系傳輸發(fā)動機飛輪、發(fā)電機、壓縮機和冷卻水泵等功率設(shè)備上，通過動力傳動裝置實現(xiàn)車輛的行駛和功能的運作。

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，車載充電機等大功率設(shè)備及直流轉(zhuǎn)換器，空調(diào)壓縮機、PTC和加熱器等小功率設(shè)備（見圖1）。

圖1 高壓線束連接示意圖

1 高壓線束的設(shè)計

1.1 高壓線束的組成

高壓線束主要包括:高壓連接器、高壓線纜，接地端子和扎帶、外包材料、膠帶、熱縮套管、膠套、安裝支架等輔材。

1.2 高壓連接器

根據(jù)功能定義可分為小電流和大電流兩種，大電流主要用于OBC，電機，及電池等動力系統(tǒng)和上，小電流主要用于壓縮機，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

輔材配件與傳統(tǒng)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，以便于起到高壓危險警示作用。

2 高壓電纜的技術(shù)要求

2.1 電纜的技術(shù)要求

（1）結(jié)構(gòu)

高壓電纜主要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(jié)構(gòu)。線芯是由一定數(shù)量的單絲先進行束絞，然后再同心的復(fù)絞，形成高壓電纜需要的軟導(dǎo)體。根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為屏蔽線和非屏蔽線，根據(jù)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，裸露地盤掛線需要考慮增加線束護槽。

（3） 屏蔽

由于EMC(電磁兼容性)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(huán)境影響如氧化等變得更加強大。用細的銅絲可以保持設(shè)計的柔韌性，編織屏蔽可以結(jié)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，以確保在裝配過程中輕松的剝下護套。

（4）彎曲半徑

由于空間的局限性，電纜通過的路徑非常狹小且復(fù)雜，橫截面積較普通線束大導(dǎo)致其所需的彎曲半徑也要很大，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(guān)重要，只有比較柔韌的設(shè)計，通過車輛的路由才可以容易實現(xiàn)。通常電纜推薦的SR導(dǎo)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(shè)計保護結(jié)構(gòu)；

（2）布置時應(yīng)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(chǎn)生較大的彈性摩擦；

（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（參考值）。

（5）電機線束應(yīng)考慮部件運動與振動的影響以及對連接器或者端子的影響，預(yù)留足夠的運動量。

（6）線束布置要考慮電磁干擾，布線時避免90°的折線，高、低壓線須分開排布。

（7）高壓線束布置應(yīng)具有合適的空間進行安裝與維修。

整車的線束的數(shù)量及料號的減少會是一個趨勢，隨著整車模塊化、集成化，線束也會逐步會被標(biāo)準(zhǔn)化，多個線束以一個料號的存在，便于管理和成本計算。

（9）連接器尾部應(yīng)保持平直，避免彎曲造成的連接器密封失效。

（10）布線時需要注意高低壓分開，分層設(shè)計，距離保持在200mm-300m內(nèi)，走線規(guī)范，干擾源要遠離信號源。

2.3 高壓線束屏蔽要求

（1）對于高壓系統(tǒng)而言，屏蔽應(yīng)該優(yōu)先的是需要系統(tǒng)級考慮布置的合理性，比如系統(tǒng)級布線時需要注意高低壓分開，走線規(guī)范，干擾源要遠離信號源等等。同時還要注意功率源和輸出之間的高壓線束的距離，比如整車上的電機和電機控制器，如果布置相隔較遠，那么會形成共模電流通過電纜傳遞干擾的風(fēng)險等。

（2）對于本身要具備360°屏蔽層的連接器，必須有效和電纜屏蔽層連接，屏蔽層覆蓋整個連接長度，以保證足夠 的屏蔽功能，并盡量減少屏蔽界面之間的電阻，在產(chǎn)品生命周期內(nèi)，屏蔽連接接觸電阻＜10mΩ，隨著整車電氣設(shè)備越來越多，現(xiàn)在普遍的這個數(shù)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(shè)備端，我們需要防腐蝕的處理，因為如果不做處理會導(dǎo)致屏蔽的加大風(fēng)險， 以及線纜或者連接器和設(shè)備端有效的屏蔽連接，如果設(shè)備端表面沒有表面的處理保護層，我們甚至需要增加屏蔽防護盒等方式來實現(xiàn)可靠的屏蔽連續(xù)性的連接。

2.4 高壓連接器的選型

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，裝配空間及裝配方式，同時也要結(jié)合成本進行綜合考量使用。對于集成方案的可以考慮過孔連接器，主要是考慮成本因素和振動情況下對于插拔式連接器的脫扣風(fēng)險的擔(dān)心等因素。

對于電池，電機等需要在整車廠進行組裝的，通常以插合式連接器；對于耐環(huán)境要求相對比較苛刻、環(huán)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(fā)展及趨勢

（1）數(shù)量及物料號的減少

絕緣材料主要包括線芯絕緣和護套絕緣。線芯絕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(jù)熱和機械性的要求選擇。護套絕緣由于直接與環(huán)境接觸，耐液體和耐磨等的環(huán)境屬性對護套要求尤其重要。目前主要有交聯(lián)聚乙烯和硅橡膠作為絕緣層的基礎(chǔ)材料。

（2）輕量化趨勢

為了降低油耗，整車上數(shù)量繁多的線束成為企業(yè)輕量化的重點目標(biāo)。當(dāng)前汽車線束使用的材料以銅為主，所以在減重方面除縮小截面積外，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(dǎo)線能在線束中得到應(yīng)用，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(shù)的進步，小端子能承載更大的電流，高壓連接器結(jié)構(gòu)也朝著日益精密和輕量化的方向發(fā)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(yōu)化。

4 結(jié)束語

目前中國新能源汽車剛剛起步，市場上新能源產(chǎn)品魚龍混雜，標(biāo)準(zhǔn)也尚不完善。但隨著其快速的發(fā)展，未來市場上將會出現(xiàn)許多的更新?lián)Q代的科技和產(chǎn)品，加之國家政策的支持，未來中國整個電動車市場將會進入更加快速發(fā)展和規(guī)范的軌道上。

審核編輯：劉清