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技術文章
在純電動汽車的復雜系統(tǒng)中，高壓線束主要負責連接動力電池、高壓盒、電機控制器、驅動電機等高壓部件，肩負著傳輸高電壓、大電流的重任，其性能的優(yōu)劣直接關乎整車的安全性、可靠性以及動力表現(xiàn)。
純電動汽車高壓線束因其工作環(huán)境和傳輸任務的特殊性，在設計上有著一系列且嚴格的要求，這些要求涵蓋了電氣性能、物理性能、環(huán)境適應性等多個關鍵領域。
純電動汽車的高壓系統(tǒng)工作電壓范圍通常在幾百伏甚至更高，常見的電壓平臺有 400V、600V，部分高性能車型甚至達到 800V 。
如此高的電壓，要求高壓線束的絕緣材料具備出色的電氣絕緣性能，以防止漏電和擊穿現(xiàn)象的發(fā)生。
在大電流承載方面，高壓線束需要傳輸強大的電流，如驅動電機的工作電流往往可達數(shù)百安培。
為了滿足這一需求，導線材料一般選用高導電性的銅或鋁，并且要根據(jù)電流大小精確計算并選擇合適的線徑。線徑過細會導致電阻增大，從而產生過多的熱量，影響線束的性能和壽命；線徑過粗則會增加成本和重量。
當高壓線束傳輸大電流時，由于導線電阻的存在，不可避免地會產生熱量。如果這些熱量不能及時散發(fā)，會導致線束溫度不斷升高，進而使絕緣材料性能下降，甚至引發(fā)安全事故。
為了解決這一問題，
在材料選擇上，會采用耐熱性能優(yōu)良的絕緣材料，如硅橡膠、聚四氟乙烯等，這些材料能夠在較高溫度下保持穩(wěn)定的性能。
在結構設計方面，會增加線束的散熱面積，例如采用特殊的散熱結構或添加散熱片。一些車型還會配備主動冷卻系統(tǒng)，通過風冷或液冷的方式，強制將線束產生的熱量帶走，確保其工作溫度在安全范圍內。
高壓線束在傳輸高電壓、大電流的過程中，會產生電磁干擾。這是因為變化的電流會產生磁場，而變化的磁場又會感應出電場，從而形成電磁波向外輻射。這些電磁干擾可能會影響車內其他電子設備的正常工作，如車載通信系統(tǒng)、傳感器等。
為了實現(xiàn)電磁兼容性，高壓線束通常會采用屏蔽設計。
常見的屏蔽方式有導線自帶屏蔽層、在導線外面增加屏蔽套管等。
屏蔽層一般由金屬材料制成，如銅編織網或鋁箔，能夠將電磁干擾限制在屏蔽層內部，防止其向外傳播。良好的接地也是實現(xiàn)電磁兼容性的重要措施，通過將屏蔽層可靠接地，可以將感應產生的電荷引入大地，從而有效降低電磁干擾。
汽車內部空間緊湊，高壓線束需要在狹小的空間內進行布線，這就對其彎曲半徑和柔韌性提出了嚴格要求。
如果彎曲半徑過小，會導致導線內部結構受損，電阻增大，甚至可能造成導線斷裂。
一般來說，高壓線束的最小彎曲半徑應大于線束外徑的 5 倍 。
為了滿足這一要求，在導線結構設計上，會采用多股細銅絲絞合的方式，增加導線的柔韌性。同時選用柔軟且耐用的絕緣材料和護套，進一步提高線束的彎曲性能。
在車輛行駛過程中，高壓線束會受到來自路面的振動和沖擊，這些外力可能會導致線束連接松動、導線疲勞斷裂等問題。
為了提高高壓線束的耐振動與沖擊性能，會采用多種設計措施。
在固定方式上，會使用專門設計的線束固定夾和支架，將線束牢固地固定在車身上，減少其振動幅度。同時在固定點處增加緩沖材料，如橡膠墊，以吸收振動和沖擊能量。
對于一些關鍵部位的線束，會進行加強設計，如增加導線的強度、采用更堅固的連接器等，確保在惡劣的振動和沖擊環(huán)境下，高壓線束依然能夠可靠工作。
高壓線束的密封性至關重要，一旦水分、灰塵或腐蝕性物質侵入，會導致絕緣性能下降，引發(fā)短路、漏電等安全事故。
為了實現(xiàn)良好的密封性，采用密封材料對連接器和線束接頭進行密封處理，如使用橡膠密封圈、密封膠等。
在防護結構設計上，會對線束進行整體防護，例如采用防護套管、波紋管等，將線束包裹起來，防止外界物質的侵蝕。
對于一些暴露在車外或惡劣環(huán)境中的線束，還會進行特殊的防護處理，如增加防腐涂層，提高其防水、防塵、防腐蝕能力，確保高壓線束在各種復雜環(huán)境下都能穩(wěn)定運行。
高壓線束的三維布置是一個復雜而關鍵的過程，需要綜合考慮多個因素。除了要遵循基本的布置原則外，有如下注意事項：
應盡量避免 HV 線束從乘客艙走線，如因設計需要，HV 線束需連接前艙和行李箱的情況時，可以將 HV 線束通過車身鈑金過孔，從車輛底盤下走線，這樣同時能有利于 HV 線束 EMC 設計；
應避開和低壓線束一同走線，防止干擾低壓線束，高低壓線束應盡量避開交叉走線，高低壓線束平行布線相距 100mm，（除非不影響 EMC）；
高壓線束走向順暢、無扭曲，高壓線束連接器盡量避免水滴區(qū)，接地線束端子要有防旋轉設計。
高壓線束同燃油管相隔至少 100mm；
高壓線束同靜止部件間隙至少15 mm（＜15 mm時加保護套或分離管夾）；
運動高壓線束與非運動件最小靜態(tài)間隙≥25mm（＜25 mm時加保護套或分離管），運動高壓線束與運動件最小靜態(tài)間隙≥35 mm（＜35 mm時加保護套或分離管夾）；
高壓接插件出線端到第一個固定點的距離不大于 100mm，相鄰固定點之間的距離一般不超過 150～200mm；
線束應距離熱源（如發(fā)動機排氣管、打氣泵銅管路等）大于 200mm，如不能滿足要求，應采用阻燃隔熱棉對線束進行包扎，或在線束附近增加隔熱板處理。
應盡量避開車身碰撞后變形較大區(qū)域，以防止車輛出現(xiàn)意外碰撞后高壓線被鈑金割裂或絕緣層被破壞導致車身帶有高壓形成電擊傷害，比如盡量不在前后防撞梁、側圍鈑金和車門內走線。
車輛在發(fā)生碰撞情況下，須確保高壓線束不會受到擠壓，以防線束破裂造成短路。
線束走線彎曲半徑不宜過小，過小宜造成接插件密封件失效、導線絕緣皮損壞。導線合適的彎曲半徑如下表。 動態(tài)線束轉彎半徑≥8D。
注：外徑指最外層絕緣皮直徑；有部分廠家的高壓大平方導線彎曲半徑可小于上述表格要求的，需同供應商確定其彎曲半徑和測試要求及其方法。
為了確保高壓線束的設計質量和安全性，國內外都制定了一系列嚴格的行業(yè)標準和規(guī)范。
國內標注，如GB/T 37133 - 2018《電動汽車高壓大電流線束和連接器技術要求》，規(guī)定了由電動汽車用高壓大電流線束和連接器組成的高壓連接系統(tǒng)的一般要求、電氣性能、物理性能、環(huán)境適應性、電磁屏蔽效能、試驗方法和檢驗規(guī)則 。
國際上，美國汽車工程師協(xié)會（SAE）制定的 SAE J1654《高壓電纜》、SAE J1673《電動汽車高壓電纜總成設計》、SAE J1742《道路測量車載電線束高壓連接 - 試驗方法和一般性能要求》等標準被廣泛應用。
純電動汽車高壓線束的設計要求是一個涉及多領域、多學科的復雜體系，涵蓋了電氣性能、物理性能、環(huán)境適應性等多個關鍵方面。從高電壓與大電流承載設計，到耐熱與散熱設計、電磁兼容性設計、機械性能設計以及密封性與防護設計，每一個環(huán)節(jié)都緊密相扣，缺一不可，共同保障著高壓線束在純電動汽車中的可靠運行 。
隨著新能源汽車技術的飛速發(fā)展，未來純電動汽車高壓線束的設計也將朝著更加高性能、輕量化、智能化的方向邁進。在材料創(chuàng)新方面，新型絕緣材料、屏蔽材料和導線材料的研發(fā)和應用將不斷提升高壓線束的性能和可靠性；在設計理念創(chuàng)新方面，與整車的深度融合以及對未來汽車發(fā)展趨勢的前瞻性思考，將為高壓線束設計帶來全新的思路和方法 。
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