高壓線束安全設計的案例
新能源汽車高壓線束安全設計
從蔚來ES8的拆解結果來看，即便是開了10萬公里，所有高壓線束的外觀狀態完好：
高壓接插件的接口位置光潔
高壓銅排的螺栓連接點完好
未發現任何燒蝕或者變黑的痕跡
（高壓銅排螺栓連接點狀態完好）
基于此可以判斷，蔚來ES8在高壓系統耐久安全方面還是做了很多冗余設計的。
注：冗余設計，指產品設計過程中在滿足實際需求的情況下留出余量。合理的冗余設計可極大的提高產品的可靠性，唯一的缺點就是成本更高。
比如實際最大使用電流為100A，但是選用能耐150A的線束。
3.
線束固定可靠
電動汽車高壓用電器遍布車身各處，與之連接的高、低壓線束貫穿車身，形成了類似于人體血管網絡的復雜結構。高、低壓線束的走向不同、粗細不同、工作狀態也不同。
任何一根線束出現問題都有可能像血管出現問題一樣導致心臟受損，從而引發身體不適，嚴重的甚至可能會危及生命。
根據
消防統計數據
，2017年機動車火災約為27136起，其中約占35%的事故是由于電氣火災導致，26%的事故是由于自燃導致，而電氣火災和自燃與線束固定可靠性有很大的關系。
若高、低壓線束固定不可靠，在使用過程中可能發生
磨損
、
干涉
等，存在短路、漏電、發熱起火等安全隱患。
由此可見，在電動汽車的高壓系統耐久安全設計中，
線束固定可靠性
極為關鍵
。
展開 新能源汽車高壓線束安全設計
從蔚來ES8的拆解結果來看，即便是開了10萬公里，所有高壓線束的外觀狀態完好：
高壓接插件的接口位置光潔
高壓銅排的螺栓連接點完好
未發現任何燒蝕或者變黑的痕跡
（高壓銅排螺栓連接點狀態完好）
基于此可以判斷，蔚來ES8在高壓系統耐久安全方面還是做了很多冗余設計的。
注：冗余設計，指產品設計過程中在滿足實際需求的情況下留出余量。合理的冗余設計可極大的提高產品的可靠性，唯一的缺點就是成本更高。
比如實際最大使用電流為100A，但是選用能耐150A的線束。
3.
線束固定可靠
電動汽車高壓用電器遍布車身各處，與之連接的高、低壓線束貫穿車身，形成了類似于人體血管網絡的復雜結構。高、低壓線束的走向不同、粗細不同、工作狀態也不同。
任何一根線束出現問題都有可能像血管出現問題一樣導致心臟受損，從而引發身體不適，嚴重的甚至可能會危及生命。
根據
消防統計數據
，2017年機動車火災約為27136起，其中約占35%的事故是由于電氣火災導致，26%的事故是由于自燃導致，而電氣火災和自燃與線束固定可靠性有很大的關系。
若高、低壓線束固定不可靠，在使用過程中可能發生
磨損
、
干涉
等，存在短路、漏電、發熱起火等安全隱患。
由此可見，在電動汽車的高壓系統耐久安全設計中，
線束固定可靠性
極為關鍵
。
展開 從蔚來ES8看高壓線束安全設計
設計冗余
人生很多時候都在追求對的時間遇上對的人，追求這種“剛剛好”的狀態，但是做產品開發設計是不能僅滿足于“剛剛好”，特別是電動汽車的高壓系統耐久安全設計。
電動汽車相較于傳統然于汽車，擁有
復雜的
高壓零部件
、高壓線束、高壓接插件等大功率高壓用電器。這些大功率高壓用電器在使用過程中由于長時間通過幾十甚至幾百安培的大電流.
根據熱量累計公式：
Q=I2Rt
：
①通過大電流的用電器
電阻R的增大
，高壓用電器的
發熱量也會增大
；
②在超過一定安全閾值的情況下，可能導致
高壓用電器燒蝕和起火
。
基于此風險， 就要求在高壓用電器的設計和選型時，必須考慮實際的
使用需求
和
冗余保護
。
比如：
線束線徑設計是否足夠大
線束內阻是否足夠小
高壓連接接頭和觸點是否足夠牢靠
高壓連接螺栓扭矩是否足夠等等
（高壓接插件接口狀態完好）
（電池主高壓線束狀態完好）
如不滿足以上要求，從實車表現來說，將存在
因虛接打火導致高壓連接點燒蝕變色
甚至發黑
、
高壓線束外皮發熱變形發黑或碳化
等現象。
展開 從蔚來ES8看高壓線束安全設計
設計冗余
人生很多時候都在追求對的時間遇上對的人，追求這種“剛剛好”的狀態，但是做產品開發設計是不能僅滿足于“剛剛好”，特別是電動汽車的高壓系統耐久安全設計。
電動汽車相較于傳統然于汽車，擁有
復雜的
高壓零部件
、高壓線束、高壓接插件等大功率高壓用電器。這些大功率高壓用電器在使用過程中由于長時間通過幾十甚至幾百安培的大電流.
根據熱量累計公式：
Q=I2Rt
：
①通過大電流的用電器
電阻R的增大
，高壓用電器的
發熱量也會增大
；
②在超過一定安全閾值的情況下，可能導致
高壓用電器燒蝕和起火
。
基于此風險， 就要求在高壓用電器的設計和選型時，必須考慮實際的
使用需求
和
冗余保護
。
比如：
線束線徑設計是否足夠大
線束內阻是否足夠小
高壓連接接頭和觸點是否足夠牢靠
高壓連接螺栓扭矩是否足夠等等
（高壓接插件接口狀態完好）
（電池主高壓線束狀態完好）
如不滿足以上要求，從實車表現來說，將存在
因虛接打火導致高壓連接點燒蝕變色
甚至發黑
、
高壓線束外皮發熱變形發黑或碳化
等現象。
展開 
新能源汽車高壓線束設計要點解析
因此，線束的設計長度一定要比實際長度稍有富余，一般適宜的松弛度量根據不同環境為 0.05-5%。
高壓線束的柔軟性：
高壓線束基本使用大平方所以對電纜的最小折彎半徑也有一定的要求通常為電纜外徑的 5D；高壓線束顏色要求：為了起到警示作用高壓線束必須使用橙色；也可附帶高壓警示標識。
全面解析新能源汽車高壓線束設計要點
線束拓撲設計是架構設計中一項重要內容，受電氣架構、電源分配、主機廠流水線、裝配工藝的影響很大。而線束拓撲的最終形態，也會反過來影響整車電氣架構、電源分配、零件制造、整車安裝等。
對于高壓線束拓撲設計來說，由于高壓電器件普遍體積大，要求的安全系數高，因此在新能源車型處于前期開發階段時，高壓線束拓撲架構的設計工作就應該盡早介入。
在設計之初，需要明確一點，不論高低壓線束，其拓撲設計不能一概而論，無法遵循單一的形式，而是要從整車層面，在滿足預設功能的前提下，以最少的原材料和最高的成產、裝配效率為目標導向來進行全方位的考量。
要全面了解高壓線束拓撲最簡單和直觀的方法就是從熟悉的傳統低壓線束出發，先行了解傳統燃油車和新能源車在整車電氣系統和電氣件上的差異，衍生到高壓線束拓撲和低壓線束拓撲的差異。
新能源車型與燃油車的差異
傳統燃油車最基本和關鍵的技術在于四大系統和八大機構。
八大機構是針對發動機而言的，點火系統、潤滑系統、冷卻系統、燃油供給系統、啟動系統、曲柄連桿系統、配氣機構和凈化裝置。四大系統則主要針對底盤而言，分別為傳動系統、行駛系統、轉向系統和制動系統。
1.動力系統差異
純電動汽車和燃油車最大的區別在于動力系統的不同。
傳統燃油車的動力系統由發動機總成和變速箱總成構成。燃油在發動機氣缸內燃燒，使氣缸內的氣體迅速膨脹，推動活塞運動，產生動力。動力經離合器\變速箱\傳動軸\主傳動器\差速器\驅動輪，驅動輪轉動給地面一個力，地面給車輪一個反作用力即牽引力，最終使車輛開始行駛。
展開 電動客車高壓線束設計
線束應具有耐溫、耐候、耐介質腐蝕、耐振以及導線破損防護等性能，并具備較大的安全余量和連接壽命，保證車輛長期可靠運行。
7）成本高。車輛運行條件和使用環境的特殊性，導致高壓線束成本昂貴。設計中，應避免結構與規格的過度選配，造成成本上升。
高壓線束負荷計算
車輛的動力電池除了驅動動力電機外，還為動力轉向、空調采暖、DC/DC轉換器等大功率用電設備提供電能，同時接收交流充電機提供的慢充電流、外部充電樁提供的快充電流，以及車輛制動時電機的能量回饋電流，為此車輛設計高壓分配器與高壓線束進行電能的分配和傳輸，如圖1所示。
純電動客車在不同工況運行時，電器設備的用電負荷變化較大，所以線束設計需要綜合考慮電器負載的額定電流、峰值電流及工作時間等參數。以純電動客車的電機系統為例，根據電機功率計算變頻器的輸入峰值功率Pb1：
動力電池在整車大負荷運行時，往往會造成較大的電壓降。根據鋰電池充放電曲線，此壓降按低于標稱電壓的10%計算，則電機變頻器的峰值輸入電流Ibmax：
用上述方法計算出主要電器負載的功率和電流，如表1所示。
高壓線束選配設計及安裝控制
高壓線束主要由線纜、插接件、防護結構和固定件等部分組成。
根據連接部件和使用環境的不同，對線束各部分的設計要求也有所不同。
2.1線纜的選配設計
線纜的選配內容主要是確定導線截面積和絕緣層材質。
展開 派歌銳|車規級電動汽車高壓線束：滿足高要求，確保安全與性能
高壓線束作為電動汽車的核心部件之一，承載著高電壓和高電流的重任，其性能和質量直接關系到電動汽車的安全和可靠性。
一、高壓線束的發熱與散熱問題
在電動汽車中，高壓線束內部有高壓、高電流的電能通過，很容易產生熱量，導致線束溫升。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。首先，可以優化線束設計，增加散熱面積或在線束內部設置散熱片等散熱結構，以提高散熱效果。其次，可以選用高質量的材料來制造高壓線束，有效降低線束內部的溫度，減少溫升過高帶來的風險。
二、高壓線束的抗老化性能
在電動汽車的使用過程中，高壓線束需要經歷長時間的高溫、高濕、高電壓等惡劣環境，因此其抗老化性能至關重要。為了確保高壓線束的有效抗老化，汽車線束制造商派歌銳選用具有良好耐高低溫性能、耐彎曲和抗撕等性能的材料，以確保汽車線束在高溫、低溫、潮濕等環境下保持穩定的性能。此外，派歌銳對高壓線束進行嚴格的耐久性測試，如振動測試、溫度循環測試、插拔壽命測試等，以確保其在長時間的使用過程中不會出現性能下降或損壞。
三、電磁輻射的控制
高壓線束在工作時會產生電磁輻射，如果電磁輻射過強，可能會對其他電子設備產生干擾，影響車輛的正常運行。因此，制造商需要采取合理措施將電磁輻射控制在合理范圍內。
首先，派歌銳在高壓線束內部設置屏蔽層，以減少電磁輻射的泄漏。此外，還可以通過優化高壓線束的走向和固定方式等措施來降低電磁輻射的影響。
四、柔韌性和彎曲性的要求
由于電動汽車內部空間有限，且高壓線束需要連接多個高壓部件，因此其柔韌性和彎曲性至關重要。
派歌銳對高壓線束進行嚴格的彎曲半徑測試，以確保其在長時間的使用過程中不會出現斷裂或移位等問題。
展開 線束工程師：高壓線束設計基礎與方法
高壓線束是高壓系統的核心部件之一，本文將介紹高壓線束設計基礎知識與方法，包括高壓互鎖、高壓線束設計與高壓連接器。以下為正文。
1 高壓互鎖
1.1高壓互鎖的定義
高壓互鎖（High Voltage Inter-lock， 簡稱HVIL），其實也是高壓互鎖回路（Hazardous Voltage InterlockLoop）的簡稱。
高壓互鎖是指，用低壓信號監視高壓回路完整性的一種安全設計方法。通過使用低壓信號來檢查電動汽車上所有與高壓線束相連的各組件，檢測各個高壓系統回路的電氣連接完整性（連續性）。
理論上，低壓監測回路比高壓先接通，后斷開，中間保持必要的提前量，時間長短可以根據項目具體情形確定，比如150ms，大體在這個量級。具體的高壓互鎖實現形式，不同項目可能有不同設計。
在電動汽車高壓回路中，要求具備HVIL功能的電氣元件主要是高壓連接器，手動維修開關（MSD）等這類要求人力操作，實現電路接通還是斷開的電氣接口元件。
1.2 高壓互鎖的目的與作用
高壓互鎖的目的是，用來確認整個高壓系統的完整性的，當高壓系統回路斷開或者完整性受到破壞的時候，就需要啟動安全措施了。
為什么要做高壓互鎖設計
高壓互鎖主要是用來保證高壓系統安全，主要有三個作用：
一是，用來檢測高壓回路松動（會導致高壓斷電，整車失去動力，影響乘車安全）并在高壓斷電之前給整車控制器提供報警信息，預留整車系統采取應對措施的時間。
二是，在車輛上電行車之前發揮作用，檢測到電路不完整，則系統無法上電，避免因為虛接等問題造成事故；
三是，防止人為誤操作引發的安全事故。
展開 一文記住高壓線束布置設計所有要點
散漫說，在進行高壓線束空間布置前，通常已經確定了設備端在整車上的位置， 此時進行高壓線束布置，需結合車輛 3D 數據合理布線，過程中應注意高壓線束的保護、固定和隱蔽。本文主要介紹高壓線束布置要點，以下為正文。
一般的，高壓設備的布置和線束的布置也是相關聯的，需要相互考慮。布置方案的確定并不是由單方面進行鎖定的。
1、 HV 線束空間布置基本原則：
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） ；
高壓線束同燃油管相隔至少 100mm；
相關聯的正負極導線之間的距離需保持 20mm（按屏蔽層外緣距離測量） ；
相關聯的導線長度差不允許超過 35mm；
高壓線束同靜止部件間隙至少 10mm；
高壓線束同運動部件間隙至少 25mm；(運動包絡）
應盡量避開車身碰撞后變形較大區域，以防止車輛出現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。
2、相關聯的高壓線束（如電機三相線或主電源電池包線）必須統一一起并對稱布置。
3、 空間布置過程中要對線束做好保護和固定。
4、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。
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。
展開 新能源汽車高壓線束3D設計案例
?高壓線束鈑金支架應用
?橫跨不同模態部件的高壓線束
?高壓線束塑料線槽應用
?高壓線束周邊部件利用
?HVP800插件的尾部固定
?高壓線束的多方案對比
新能源汽車高壓線束3D設計案例分析
?高壓線束鈑金支架應用
?橫跨不同模態部件的高壓線束
?高壓線束塑料線槽應用
?高壓線束周邊部件利用
?HVP800插件的尾部固定
?高壓線束的多方案對比
新能源車高壓線束設計方法流程與布置要求
1） 高、低壓線布置時，盡量分開布置，以提高車輛的電磁兼容性能。
2） 高壓線束布置時的折彎半徑應不小于其最小折彎半徑。
3） 高壓線從連接器接口處出來后，在允許出現高于連接器中心水平面進行布置之前，必須先保證有一段高壓線處于連接器中心水平面之下，以保證雨水不會沿著高壓線束倒流進高壓零部件內部，如圖2、圖3所示。
4） 高壓線束由于線徑較粗，折彎時需要的折彎力比較大，因此在進行高壓線束固定時，在折彎處的兩端要用固定卡箍等可以長期承受較大作用力的零件進行固定，如圖4中，在圖中標記的1、2兩處地方需要分別用圖5中所描述的卡夾進行固定。
5） 對于非受力部位的高壓線束進行固定時，可以用尼龍扎帶進行捆扎、固定。
6） 高壓線束布置時，應避開運動部件以及高溫部位。
7） 高壓線束布置和固定時，應避開劇烈震動區域，并根據線束布置部位的振動幅度、運動件的最大運動包絡，留有足夠的線長，避免讓線束承受拉力或者張力。
8） 高壓線束要避免從尖銳物、金屬架邊緣、焊接縫、車身上的固定孔處走線，避免因裝配操作、振動摩擦使得高壓線束外敷物磨破，導致線束損傷而造成安全事故。
3 結束語
隨著新能源商用車的不斷推廣和應用，高壓線束在新能源車上的重要性會愈加凸顯。電動汽車高壓線束作為一個新興的產業市場，有著廣闊的前景，需要我們不斷地研究和改進，以提高高壓線束的設計水平以及制作水平，從而提升電動汽車的穩定性和安全性。
展開 新能源汽車高壓線束的十大特點
為了提高保護設計可靠性，在裝配前對包扎材料應進行環境篩選試驗，避免不合格的產品進入下一環節；還應在設計選型時針對不同部位的環境應力，對不同包裝材料進行加速壽命試驗，以選出綜合性能最好的一種。
7 安全性
高壓線束電壓定義：DC：60V<U<1500V；AC：30V<U<1000V；根據高壓系統部件的載流量計算電流可高達250A；一般情況下人人體安全電壓為36V，允許通過的電流為36mA這大大高出了人體所能接受的安全電壓、電流，所以高壓線束的安全性十分重要。
高壓線束的安全性設計主要在于絕緣，耐壓保護、過載、接插件的IP等級防護要求等。
絕緣： 指使用不導電的物質將帶電體隔離或包裹起來，以對觸電起保護作用的一種安全措施；有強電作用下，絕緣物質可能被擊穿而喪失其絕緣性能。因此，電氣線路與設備的絕緣選擇必須與電壓等級相配合，而且須與使用環境及運行條件相適應，以保證絕緣的安全作用。高壓線束一般都是采用雙重絕緣，耐壓：把一個高于正常工作的電壓加在被測設備的絕緣體上，并持續一段規定的時間，如果其間的絕緣性足夠好，加在上面的電壓就只會產生很小的漏電流。如果一個被測設備絕緣體在規定的時間內，其漏電電流保持在規定的范圍內，就可以確定這個被測設備可以在正常的運行條件下安全運行。
過載： 電氣線路中允許連續通過而不至于使電線過熱的電流量，稱為安全載流量或安全電流。如導線流過的電流超過了安全載流量，就叫導線過載。過載時，溫度超過該溫度，會使絕緣迅速老化甚至于線路燃燒。
發生過載的主要原因有導線截面選擇不當，實際負載已超過了導線的安全電流；還有端子的載流量不夠已超過了其承載的最大電流。
展開 新能源汽車高壓線束特點有哪些？
為了提高保護設計可靠性，在裝配前對包扎材料應進行環境篩選試驗，避免不合格的產品進入下一環節；還應在設計選型時針對不同部位的環境應力，對不同包裝材料進行加速壽命試驗，以選出綜合性能最好的一種。
7 安全性
高壓線束電壓定義：DC：60V<U<1500V；AC：30V<U<1000V；根據高壓系統部件的載流量計算電流可高達250A；一般情況下人人體安全電壓為36V，允許通過的電流為36mA這大大高出了人體所能接受的安全電壓、電流，所以高壓線束的安全性十分重要。
高壓線束的安全性設計主要在于絕緣，耐壓保護、過載、接插件的IP等級防護要求等。
絕緣：指使用不導電的物質將帶電體隔離或包裹起來，以對觸電起保護作用的一種安全措施；有強電作用下，絕緣物質可能被擊穿而喪失其絕緣性能。因此，電氣線路與設備的絕緣選擇必須與電壓等級相配合，而且須與使用環境及運行條件相適應，以保證絕緣的安全作用。高壓線束一般都是采用雙重絕緣，耐壓：把一個高于正常工作的電壓加在被測設備的絕緣體上，并持續一段規定的時間，如果其間的絕緣性足夠好，加在上面的電壓就只會產生很小的漏電流。如果一個被測設備絕緣體在規定的時間內，其漏電電流保持在規定的范圍內，就可以確定這個被測設備可以在正常的運行條件下安全運行。
過載：電氣線路中允許連續通過而不至于使電線過熱的電流量，稱為安全載流量或安全電流。如導線流過的電流超過了安全載流量，就叫導線過載。過載時，溫度超過該溫度，會使絕緣迅速老化甚至于線路燃燒。
發生過載的主要原因有導線截面選擇不當，實際負載已超過了導線的安全電流；還有端子的載流量不夠已超過了其承載的最大電流。
展開 