高壓線束
關(guān)注創(chuàng)建者：EDC電驅(qū)未來 創(chuàng)建時(shí)間：2021-07-16
高壓線束的實(shí)例教程
Model S高壓總成主要包含以下幾部分
：充電接口、
動(dòng)力電池系統(tǒng)、交流感應(yīng)電機(jī)、車載充電機(jī)、高壓配電盒、
加熱器、直流轉(zhuǎn)換器DCDC、空調(diào)壓縮機(jī)，各部件在車身上的布局如下圖：
Model S各高壓部件使用橙色高壓線束相連接，整車高壓線束的長(zhǎng)度22.56m，共分為9段高壓線束，9段高壓線束連接的高壓部件及長(zhǎng)度如下表所示。
Model S高壓總成主要包含以下幾部分
：充電接口、
動(dòng)力電池系統(tǒng)、交流感應(yīng)電機(jī)、車載充電機(jī)、高壓配電盒、
加熱器、直流轉(zhuǎn)換器DCDC、空調(diào)壓縮機(jī)，各部件在車身上的布局如下圖：
Model S各高壓部件使用橙色高壓線束相連接，整車高壓線束的長(zhǎng)度22.56m，共分為9段高壓線束，9段高壓線束連接的高壓部件及長(zhǎng)度如下表所示。
Model S高壓總成主要包含以下幾部分：充電接口、動(dòng)力電池系統(tǒng)、交流感應(yīng)電機(jī)、車載充電機(jī)、高壓配電盒、
加熱器、直流轉(zhuǎn)換器DCDC、空調(diào)壓縮機(jī)，各部件在車身上的布局如下圖：
Model S各高壓部件使用橙色高壓線束相連接，整車高壓線束的長(zhǎng)度22.56m，共分為9段高壓線束，9段高壓線束連接的高壓部件及長(zhǎng)度如下表所示。
高壓電纜介紹
特斯拉高壓線束選用美國 公司 CHMPLAIN Cable 的150 XLE High Voltage Shielded Battery Cable，手感柔軟，感覺比國內(nèi)的硅膠電纜柔軟度還好，好的柔軟度同時(shí)提升了狹小空間的安裝便利性。
Champlain開發(fā)的EXRAD ERGOFLEX 輻照交聯(lián)聚烯烴絕緣材料。這種材料化學(xué)與加工技術(shù)相結(jié)合，使得最終產(chǎn)品能夠滿足柔韌性、ISO-19642合規(guī)性、帶材性能和壓縮永久變形特性的所有要求。另外，它比許多現(xiàn)有產(chǎn)品的成本更低。對(duì)現(xiàn)有三元乙丙橡膠材料的并排測(cè)試表明，EXRAD ERGO-FLEX 實(shí)際上是更靈活，更小，更輕。
下圖顯示了特斯拉電纜的結(jié)構(gòu)。
其凸顯特點(diǎn)有耐高溫、耐油、柔軟易布線，國產(chǎn)高壓電纜多為耐溫等級(jí)125℃的交聯(lián)電纜，且壁厚比特斯拉電纜厚，由于特斯拉電纜耐溫等級(jí)高，壁薄利于散熱，另超聲波焊接的低電阻，電纜在相同環(huán)境溫度下，相同規(guī)格導(dǎo)體特斯拉電纜載流能力更好，特斯拉電纜單絲導(dǎo)體較國內(nèi)電纜細(xì)，且護(hù)套壁薄，是造成其柔然的原因，具體性能如下方圖片。
高壓電纜的外部多采用的是自卷編織防護(hù)套管防護(hù)，只有后驅(qū)動(dòng)電機(jī)高壓線束、液體加熱器、車廂加熱器的高壓線束使用了波紋管防護(hù)。
如充電插座的高壓線束使用了自卷編織防護(hù)套管防護(hù)，此些線束大部分是布置在車廂內(nèi)，使用環(huán)境好，另高壓線束的固定多以軋帶的形式固定。
展開 為了盡可能地減小在對(duì)高壓系統(tǒng)傳輸過程中的能量損失以及電流對(duì)電氣系統(tǒng)的沖擊，就得適當(dāng)?shù)靥岣哒噭?dòng)力部分電氣系統(tǒng)的工作電壓，新能源商用車的高壓零部件工作電壓一般在540~600 V DC，最高工作電壓可達(dá)750 V DC左右。根據(jù)電動(dòng)汽車的電壓級(jí)別為B級(jí)，所以
高壓線束的工作電壓一般選擇在1000 V DC或者1500 V DC。
2） 工作溫度以及溫升
溫度包括工作環(huán)境溫度、工作溫升以及線束工作溫度。
目前一般環(huán)境溫度在-40 ℃~+85 ℃，高壓線束表面長(zhǎng)期允許最大工作溫度為125 ℃，對(duì)于某些特殊用途的高壓線束，其最大工作溫度可達(dá)150 ℃。高壓線束的允許工作溫升就是高壓線束在工作時(shí)達(dá)到熱平衡時(shí)的表面工作溫度和環(huán)境溫度的差值。
高壓線束設(shè)計(jì)時(shí)，要求：
高壓線束工作溫度≥環(huán)境溫度+高壓線束溫升，高壓線束使用時(shí)一般要求溫升不超過55 K。
3） 線徑
高壓線束線徑選取步驟如下。
① 確定高壓線束所連接的電氣部件上負(fù)載特性，特性包括穩(wěn)態(tài)電流強(qiáng)度、電壓要求，瞬態(tài)條件和電流波形（平穩(wěn)、脈沖、頻率等）。
②根據(jù)穩(wěn)態(tài)電流強(qiáng)度，確定高壓線束的截面積，在125℃下，常見銅芯電纜線徑截面積與載流量的匹配參見表1。
③如果高壓線束的布置環(huán)境超過了線束允許的工作環(huán)境，則必須選擇較大截面積的線束。
對(duì)于Tmax為180 ℃時(shí)，線束截面積升一檔使用，Tmax為250 ℃時(shí)，線束截面積升兩檔使用。例如，當(dāng)最大電流為150 A時(shí)，125 ℃情況下選用35 mm2的線束，180 ℃情況下選用50 mm2的線束，250 ℃情況下選用70 mm2的線束。
4） 彎曲半徑
高壓線束的彎曲半徑對(duì)于高壓線束的電阻影響很大。
展開 近幾年來，隨著全社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，在國家的大力倡導(dǎo)和政策鼓勵(lì)下，新能源汽車得以快速發(fā)展和推廣，尤其是在城市公交以及城市物流領(lǐng)域，新能源車已經(jīng)得到了很大范圍的推廣，成為城市發(fā)展的一道靚麗風(fēng)景線。
1 高壓線束的設(shè)計(jì)
高壓線束是新能源車上最主要的能量傳輸載體，其主要作用是為車載高壓電器零部件傳輸動(dòng)力能源。高壓線束設(shè)計(jì)主要涉及高壓線束的工作電壓、工作溫度以及溫升、線徑選擇、高壓連接器的選型以及高壓線束的防護(hù)。
1.1 高壓線束的選擇
1） 工作電壓
由于新能源商用車所用電機(jī)額定功率都比較大，普遍在50~150 kW之間，在某些新能源重卡上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)額定功率可達(dá)200 kW以上。
為了盡可能地減小在對(duì)高壓系統(tǒng)傳輸過程中的能量損失以及電流對(duì)電氣系統(tǒng)的沖擊，就得適當(dāng)?shù)靥岣哒噭?dòng)力部分電氣系統(tǒng)的工作電壓，新能源商用車的高壓零部件工作電壓一般在540~600 V DC，最高工作電壓可達(dá)750 V DC左右。根據(jù)電動(dòng)汽車的電壓級(jí)別為B級(jí)，所以高壓線束的工作電壓一般選擇在1000 V DC或者1500 V DC。
2） 工作溫度以及溫升
溫度包括工作環(huán)境溫度、工作溫升以及線束工作溫度。
目前一般環(huán)境溫度在-40 ℃~+85 ℃，高壓線束表面長(zhǎng)期允許最大工作溫度為125 ℃，對(duì)于某些特殊用途的高壓線束，其最大工作溫度可達(dá)150 ℃。高壓線束的允許工作溫升就是高壓線束在工作時(shí)達(dá)到熱平衡時(shí)的表面工作溫度和環(huán)境溫度的差值。
高壓線束設(shè)計(jì)時(shí)，要求：高壓線束工作溫度≥環(huán)境溫度+高壓線束溫升，高壓線束使用時(shí)一般要求溫升不超過55 K。
3） 線徑
高壓線束線徑選取步驟如下。
① 確定高壓線束所連接的電氣部件上負(fù)載特性，特性包括穩(wěn)態(tài)電流強(qiáng)度、電壓要求，瞬態(tài)條件和電流波形（平穩(wěn)、脈沖、頻率等）。
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高壓線束的最新內(nèi)容
通常要求高壓線束插拔數(shù)百次后，插拔力衰減≤15%，接觸電阻無明顯劣化。
▲ 插拔力測(cè)試
核心大綱三：環(huán)境適應(yīng)性指標(biāo) —— 挑戰(zhàn)"抗逆生存力"
加速老化暴露高分子絕緣材料和金屬端子在全生命周期內(nèi)的失效模式：
? 極端溫度循環(huán)： 執(zhí)行-40℃至+85℃循環(huán)。高壓大電流線束因自身發(fā)熱大，高溫上限需遵循企標(biāo)提升至+125℃甚至+150℃。
? 生態(tài)：刀片電池直插電驅(qū)同殼體，減少高壓線束 3 米，整車降重 4.5 kg。
2）. 匯川聯(lián)合動(dòng)力
? 規(guī)模：蘇州、常州雙工廠合計(jì)產(chǎn)能 120 萬套，2024 汽車業(yè)務(wù)營(yíng)收突破 120 億元。
? 技術(shù)：工業(yè)伺服基因移植——23 位旋變+ 自適應(yīng)標(biāo)定，縮短匹配周期 至 2 周。
? 生態(tài)：與理想成立聯(lián)合項(xiàng)目組， 電機(jī)、減速器、 電控同平臺(tái)開發(fā)，共 享BOM數(shù)據(jù)庫。
3）.
該項(xiàng)目總投資約65億元，主要生產(chǎn)電動(dòng)總成、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、控制器、高壓線束等關(guān)鍵零部件。項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后，年產(chǎn)值預(yù)計(jì)不低于170億元。此外，比亞迪謝崗的二期用地位于一期項(xiàng)目旁，總占地約851畝，計(jì)劃2025年3月1日啟動(dòng)建設(shè)，2027年3月完工，總投資約30億元。
8. 尼得科全球電器產(chǎn)業(yè)園加速建設(shè)，年產(chǎn)1000萬臺(tái)電機(jī)項(xiàng)目推進(jìn)
2025年3月17日，電機(jī)巨頭尼得科全球電器產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目傳來新進(jìn)展。
汽車電池包線束是動(dòng)力電池系統(tǒng)電路的網(wǎng)絡(luò)主題，主要分為動(dòng)力系統(tǒng)高壓線束和動(dòng)力系統(tǒng)低壓線束。
一般的電池包低壓線束承載著模組通信、模組采樣和電池管理等功能。電池包低壓線束一般分為模組通信線束、模組采樣線束、BMS線束等。這里結(jié)合實(shí)際工作中的經(jīng)歷和遇到的困擾，主要分析和探討SUV純電動(dòng)汽車電池包低壓線束設(shè)計(jì)及制造。
高壓線束作為電動(dòng)汽車的核心部件之一，承載著高電壓和高電流的重任，其性能和質(zhì)量直接關(guān)系到電動(dòng)汽車的安全和可靠性。
一、高壓線束的發(fā)熱與散熱問題
在電動(dòng)汽車中，高壓線束內(nèi)部有高壓、高電流的電能通過，很容易產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致線束溫升。溫升過高影響汽車的使用安全，因此，高壓線束的散熱問題必須引起足夠的重視。
為有效降低線束的溫升，可以采取多種措施。
4.3 高壓線束成本構(gòu)成分析
高壓線束成本由物料成本、加工費(fèi)、包裝運(yùn)輸費(fèi)和利管費(fèi)構(gòu)成，作為一種特殊線束物料成本主要由線束技術(shù)方案決定，其中高壓線相比低壓物料成本占比最重。以下為某車型高壓線束成本構(gòu)成比率圖及高壓線束物料成本構(gòu)成比率圖（圖10），高壓線束物料成本占線束總成本比率約73.8%。
3 高壓線束介紹
為了便于理解前文的高壓系統(tǒng)原理圖，我們先來介紹下Model S的高壓線束系統(tǒng)。
Model S各高壓部件使用橙色高壓線束相連接，整車高壓線束的長(zhǎng)度22.56m，共分為9段高壓線束，9段高壓線束連接的高壓部件及長(zhǎng)度如下表所示。
電池單體常用類型有圓柱形、方形鋁殼和軟包鋁塑膜等，此外電池包內(nèi)部還布置有BMS控制器、高壓線束等輔助功能部件。
5、當(dāng)?shù)杼沾苫邋忮颂蓟韫β誓K，新能源電動(dòng)汽車降低電池成本
充電功率相同的情況下，當(dāng)?shù)杼沾苫邋忮颂蓟韫β誓K，氮化硅陶瓷基板升級(jí)SiC功率模塊實(shí)現(xiàn)新能源電動(dòng)汽車在800V高壓快充架構(gòu)下的高壓線束直徑更小，相應(yīng)成本更低；氮化硅陶瓷基板升級(jí)SiC碳化硅功率模塊高熱導(dǎo)率實(shí)現(xiàn)新能源電動(dòng)汽車電池散熱的更少，相對(duì)降低電池?zé)峁芾黼y度，進(jìn)一步降低電池整體成本。
400V電子電器架構(gòu)
2.800V高壓系統(tǒng)
高壓線束規(guī)格下降，用量減少，降本減重，在電壓翻倍、充電功率增幅不翻倍的情形下，串聯(lián)增加，高壓線束電流變小。
SiC逆變器使得電源頻率增加，電機(jī)轉(zhuǎn)速增加，相同功率下轉(zhuǎn)矩減小，體積減小。
