增程式混合動力汽車高壓線束設計

萬欣　邵波　鄭艷剛　孫燦

摘 要：高壓線束作為混合動力汽車能量傳輸的載體，其零件選型、布置位置、安全防護均影響整車安全，因此在車輛設計之初，就需要將其加以考慮。文章從高壓線束電纜的選擇、線束的布置原則等角度進行分析，保證裝配、維修、可靠性、安全性的同時降低線束成本，避免設計過盈。關鍵詞：混合動力;高壓線束;高壓電纜中圖分類號：U472? 文獻標識碼：B? 文章編號：1671-7988（2020）01-83-02

Abstract： HV-cable harness as the energy transmission， the parts、layout and safety protection can affect the whole vehicle. So at the beginning of the design， should to consider all of these. In this paper， talk about how to choice the HV-cable， how to design the arrangement structure， in order to ensure the assembly、maintain、reliable， the ultimate goal is to cost reduction.Keywords： The Range Extender; HEV; HV-cable harnessCLC NO.： U472 ?Document Code： B? Article ID： 1671-7988（2020）01-83-02

引言

隨著國家能源短缺和環保意識增強，新能源汽車取得了高速發展，增程式混合動力汽車一方面可以滿足降低油耗，實現能量回收利用，一方面可以解決純電動汽車續航里程不足的問題[1]。

高壓線束作為增程式混合動力汽車能量傳輸的載體，其安全性、可靠性、穩定性對于整車高壓系統電氣安全至關重要。

1 高壓線束設計要點

高壓線束在設計時需要充分考慮整車工況、極限環境溫度、車內布置、動力電池電壓平臺等因素。高壓線束包含的零件包括高壓電纜、電纜包覆物（波紋管、編制網）、固定支架、高壓接插件、高壓端子等。

1.1 高壓電纜的選擇[2]

根據整車各個高壓電氣元件布局圖，確定高壓線束所連接的高壓元件的電氣特性，包括額定工作電流、峰值工作電流、峰值功率、持續時間、額定功率、峰值功率等。并結合線束布置周圍環境溫度情況，選取合適尺寸、合理溫度的電纜型號。

混合動力汽車內部環境復雜，電纜所需適應溫度范圍較寬，同時，由于電纜自身電阻影響，當大電流長時間流過時，會產生較高熱量，因此電纜耐溫性能是選擇電纜型號的一個重要因素。

通過上表可以看出，不同絕緣材料的電纜允許通過的電流值不同，且差距較大。因此在選擇電纜型號時，要充分考慮溫度的影響，保證選型的經濟性、合理性。

1.2 電纜保護零件選用原則

通常選擇的保護材料包括：波紋管，普通編制網，金屬屏蔽編制網。選取的原則是：

（1）材料的顏色需要使用橙色（或進行高壓標識）;

（2）尺寸要與電纜的截面積相匹配，占到波紋管的80%左右;

（3）溫度等級要不低于電纜的溫度等級;

（4）要根據電纜的布置位置選擇適合的保護材料。

1.3 高壓電纜保護材料（三）線束固定方式

高壓線束作為連接電氣件的載體，線束長度、在汽車中的走向、位置等均不同，因此對其進行固定時要考慮其周邊環境，選用不同固定零件及固定方式。同時，高壓電纜的線徑較粗，固定所需拉力較大，通常選用螺栓進行固定，主要用的零件為卡箍及支架。

1.4 高壓連接方式

高壓氣件的連接方式取決于電氣件端，通常采用高壓連接器連接和螺栓連接。

1.5 屏蔽處理

屏蔽處理對于整車高壓電氣系統而言至關重要，因此高壓線束在設計之初就需要按照整車對高壓電氣系統的屏蔽要求進行考慮。盡可能選用有屏蔽層的電纜和連接器，并在線束加工時，保證電纜與連接器屏蔽層的有效接觸，保證屏蔽的完整及有效。

2 線束檢測

高壓線束產品根據不同的構成零件確定具體的檢測標準和實驗方法。主要分成電工類檢測和非電工類檢測。

電工類檢測包括，耐電壓、耐電流、電壓降、絕緣電阻等;非電工類檢測包括高低溫、老化、冷熱沖擊、鹽霧、振動、防水、阻燃、氣密、端子拉拔力等。

具體檢測項目要根據線束連接方式的選擇、整車的要求進行確定，保證選取的實驗合理，避免不必要的浪費。實驗方法及標準可參考國標。

3 高壓線束布置原則

高壓線束在布置時，要充分考慮周邊環境因素，避免高溫熱源、震動、沖擊等對高壓線束帶來的傷害，同時要考慮高壓線束大電流經過時對電氣件電磁干擾的影響。

3.1 遠離熱源

增程式混合動力汽車中存在傳統內燃機汽車相關的零件，高壓線束在布置時應盡量遠離熱源，避免熱害效應發生。

3.2 高低壓線束、信號線分開

汽車智能化程度越來越高，電氣元件越來越多，因此信號線和低壓線束越來越復雜。高壓線束在布置時要盡可能遠離低壓線束及信號線，避免高壓大電流通過時產生的電磁干擾對低壓線束及信號線產生干擾。

3.3 遠離震動、外來物沖擊

高壓線束在布置時存在經過車身鈑金孔的可能性，因此對于過鈑金孔或者與鈑金相切割存在的高壓線束需要使用橡膠件進行保護，一方面避免鈑金與線束直接接觸的損傷，另一方面降低車輛震動帶來的噪音。

3.4 考慮彎曲半徑和應力集中問題

高壓電纜線徑較粗，在車內狹小的空間內進行布置，要考慮高壓電纜過彎時，其彎曲半徑的影響。通常彎曲半徑要大于5倍的直徑。

3.5 遠離管路

為保證電氣系統安全，布置時要遠離冷卻液、洗滌液、機油等管路，避免管路泄露時漏液沿著高壓線束流入電氣件，因此高壓線束在布置時要略微高于管路。

4 總結

高壓線束作為混合動力汽車重要的連接零件，其可靠性、安全性對于整車安全至關重要，因此在進行電纜選擇時要充分考慮零件選型避免設計過盈，同時在電纜選型及固定、保護材料選擇時，要考慮線束重量，盡可能降低重量，節約成本。

參考文獻

[1] 段俊法，張宇.增程式電動汽車研究[J]河南科技.

[2] 劉洋，劉丹，婁鋒.淺談純電動汽車整車級高壓線束開發[J]新能源汽車.

[3] 張晉，陶兆增，劉雨雙，倪志峰.電動汽車內部用高壓電纜的研制[J]光纖與電纜及其應用技術2015，（06），11-14.