汽車高壓線束制造工藝的案例
新能源汽車高壓線束安全設計
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 【眼見為實】電動汽車前艙高壓線束
【眼見為實】電動汽車前艙高壓線束
新能源汽車高壓線束技術規范
2.連接器的選取
（1）連接器結構特征
連接器除線環、銅接頭外，連接器應具有主動鎖定特征。應與所連接設備的插座進行匹配。
（2）連接器性能
連接器的性能要求應符合SAE J1742.
（3）連接器爬電電阻、接觸電阻要求
連接器的下列電阻不能超過表6的要求
九、安裝、試驗要求
1.安裝要求：參照本規范第6點執行
2.試驗要求：參照GB/T 12528-2008 第7.4節，對電纜進行型式試驗。具體試驗項目見表7.
十、安全使用要求
1.操作
嚴禁非專業人員對高壓線束進行操作：專業人員對高壓線束進行操作前，需用數字萬用表測量高壓正負線束端子之間直流電壓值、測量U相、V相、W相兩兩之間的交流電壓值，在測量值為0V的情況下才能進行操作。
2.保養
高壓線束需定里程進行保養，依據《保養手冊》，每12000km檢查保養項目如下：
檢查高壓線束其電纜與連接器插件之間是否松動；
檢查高壓線束過線孔過線護套等防護是否完好，線束是否出現磨損；
檢查發動機艙等通過高溫區域線高壓線束隔熱材料是否脫落。
展開 新能源汽車高壓線束布置方案
線束設計方案
目前新能源車輛主要有純電動汽車和混合動力汽車兩種形式，針對于整車線束設計而言， 區別于傳統汽油車整車線束，有高壓線束和低壓線束，不同形式新能源車輛的線束設計采用了不同形式的設計方式和布置方案。
2.1 高壓線束設計方案
高壓線束在新能源車輛上主要提供高壓強電供電作用，因此對于線束的設計及布置尤為重要，主要遵循以下幾個方面的原則：
01
線束走向設計、線徑設計：
高壓線束設計采用雙軌制，由于高壓已經超出人體安全電壓，車身不可作為整車搭鐵點，因此高壓線束系統的設計上，直流高壓電回路必須嚴格執行雙軌制。高壓線束可分為電機高壓線、電池高壓線、充電高壓線等。
02
高壓連接器選型：
高壓連接器主要負責高壓高電流連接和傳輸，并負責高壓回路的人機安全。
展開 
新能源汽車高壓線束特點有哪些？
作為新能源汽車的零部件應該從兩個方面盡可能地優化：一是盡量降低騷擾的強度；二是盡可能地提高抗騷擾的能力。
整車范圍內首先保證零部件的EMC符合標準要求，通過線束將各個控制單元聯系在一起。新能源汽車整車級屏蔽設計的重點應是高壓系統的布局、屏蔽設計以及CAN通信網絡的抗干擾處理。首先盡量要求高壓線束沿著車身布置，優化整車電磁輻射的環路，同時利用車身形成封閉的屏蔽艙。同時屏蔽高壓電纜和連接器也是一種減少不必要的電磁干擾經濟有效的方法，通過一系列標準的實驗顯示了屏蔽電纜和連接器能夠有效減少在100kHz到200MHz頻率范圍內的不必要的干擾。目前國內車型全部采用屏蔽高壓線，日系車也有應用屏蔽網包覆在高壓線外側，插件處處理實現屏蔽連接。為了避免高壓線束傳輸強電電流時產生電磁干擾，導致低壓線束對控制單元供電及信號傳輸受到電磁干擾的風險，一般采用高壓線束與低壓線束分層設計，距離保證在200-300mm內。
下列是常見幾種電纜對EMC方案介紹。
實驗結果表明：鋁管和編織網分段組合在0-1GHZ頻率范圍內的的屏蔽效果最佳。
6 耐久性
新能源汽車上的電源和各種電氣零件通過線束來實現電路物理連接，線束分布遍布全車。如果把動力系統比作汽車心臟的話，那么線束就是汽車的神經網絡系統它負責整車各個電器零件之間的信息傳遞工作。隨著人們對舒適性、經濟性、安全性要求的不斷提高，汽車上的電子產品種類也在不斷增加，汽車線束越來越復雜線束的故障率也相應增加。這就要求提高線束的可靠性和耐久性等性能。端子和連接器是決定系統可靠性的重要內容，也是整個線束的重要組成部分。由于部分端子和連接器的工作環境惡劣，端子和連接件中容易發生各種各樣的故障，如腐蝕、老化以及在振動的作用下松動等問題。
展開 新能源汽車高壓線束導線如何選擇？
高壓導線作為新能源汽車高壓線束的核心零部件，其選型是否正確顯得十分關鍵。一般主要參考一些重要信息：客戶標準、實際應用和特殊要求等，從而選擇安全合適的高壓導線。
一、線徑選型
高壓導線的線徑選型設計主要參考如下因素：
?導線設計標準，比如LV216-1/2，ISO19642等
?導線工作電壓平臺以及電壓范圍；
?回路有效工作電流；
?高壓導線工作環境溫度；
?回路峰值電流以及峰值持續時間；
?回路保險容量；
?高壓線束插件允許壓接線徑。
高壓導線選型基本步驟如下：
1.校核高壓導線工作電壓平臺，目前一般電壓平臺在1000V DC以下，因此多選用耐1000V DC的高壓導線；
2.根據導線載流量和工作環境溫度結合的溫升曲線，選擇導線線徑；
3.對比峰值電流、峰值持續時間和導線冒煙曲線（見圖4-3），峰值持續時間小于導線冒煙時間；
4.對比保險熔斷時間和導線冒煙時間，導線冒煙時間大于保險熔斷時間；
5.經過以上步驟初步確定導線線徑，再結合高壓插件型號以及規格書，確認導線是否能夠應用，尤其是需要校核導線兩側的高壓插件需要同時滿足其要求。
圖1：35平方的硅膠線在流溫升和冒煙曲線
二、材質選型
1.硅膠導線
?硅膠導線質地柔軟，耐溫性能好，但是耐撕裂耐油液性能差，在以下環境下建議采用硅膠導線：
?工作環境溫度大于150℃的區域；
?線束布置空間小，完全半徑不滿足5D的區域，或者由于裝配需求對線束柔軟度要求嚴格的區域。
?高壓線束防護較好，無油液無磨損的區域；
?高壓插件有明確的使用要求。
2.
展開 汽車高壓線束制作基本流程
正式實施修訂后的《新能源汽車生產企業及產品準入管理規定》，將進一步放寬了新能源汽車生產企業準入門檻，促進我國新能源汽車產業高質量發展。作為新能源汽車供應鏈必不可少的組成部分，高壓線束必將成為又一高速成長的行業。
高壓
電壓等級
電動汽車的電壓級別為B級
直流
DC60V<U≤DC1000V
交流
15HZ-150Hz AC25V<U（rms）≤AC660V
高壓線束的要求
基于600V高壓架構，新能源車高壓線束相比傳統線束安全性、可靠性要求更高。
1.耐高電壓高電流
2.高防護等級
3.電磁屏蔽
4.絕緣性
5.耐高溫
6.高耐久
高壓線束的優勢
相比于傳統線束零部件多而雜、生產效率和毛利較低的現狀。高壓線束零部件少，復雜性較低、定價高、毛利遠高于低壓線束。
展開 新能源汽車高壓線束設計要點解析
新能源汽車高壓線束是高壓電氣系統的關鍵組件， 為新能源汽車的可靠運行和安全提供了保障。它承載著電動、 混動汽車內部及外部線束連接， 通過配電盒進行電源分配， 高效優質地傳輸電能， 屏蔽外界信號干擾等功能， 是新能源汽車高壓系統的神經網絡， 連接所有的高壓電子零部件， 傳遞電力與數據， 對新能源汽車極為重要。
1 高電壓
新能源汽車普遍工作在B級電壓范圍，因此要求高壓線束也需要滿足60V-1500V的工作電壓范圍要求，目前普遍的導線電壓要求根據 GB/T 184384.3中對B級電壓的規定為AC30V-1000VRMS ，或DC60V-1500V。
2 大電流
新能源汽車高壓線束作為主要的能源傳輸通道，需要承受較大的電流，直流母線額定工作電流都能夠達到 200A以上。
3 密封性
由于高壓線束高電壓大電流的特性，對線束的密封性也有很高的要求，一般都會要求進行防水防塵試驗和氣密測試， 如果密封不好， 導致潮濕或進水， 會造成導線和連接部位的極速老化或損壞。如果在接插件部位的密封性能差，還能夠導致絕緣電阻降低，整車報絕緣故障。
4 耐熱性
由于高壓線束長時間通過大電流，因為功率很大，由焦耳效應產生很大的熱量，因此高壓線束的導線耐溫等級一般都達到 125℃（150℃），端子耐溫一般都達到 140℃。
5 EMC性能
EMC（Electro Magnetic Compatibility ，電磁兼容性）是指設備或系統在其電磁環境中符合要求運行并不對其環境中的任何設備產生無法忍受的電磁干擾的能力。
展開 新能源汽車高壓線束導線如何選擇？
高壓導線作為新能源汽車高壓線束的核心零部件，其選型是否正確顯得十分關鍵。一般主要參考一些重要信息：客戶標準、實際應用和特殊要求等，從而選擇安全合適的高壓導線。
一、線徑選型
高壓導線的線徑選型設計主要參考如下因素：
?導線設計標準，比如LV216-1/2，ISO19642等
?導線工作電壓平臺以及電壓范圍；
?回路有效工作電流；
?高壓導線工作環境溫度；
?回路峰值電流以及峰值持續時間；
?回路保險容量；
?高壓線束插件允許壓接線徑。
高壓導線選型基本步驟如下：
1.校核高壓導線工作電壓平臺，目前一般電壓平臺在1000V DC以下，因此多選用耐1000V DC的高壓導線；
2.根據導線載流量和工作環境溫度結合的溫升曲線，選擇導線線徑；
3.對比峰值電流、峰值持續時間和導線冒煙曲線（見圖4-3），峰值持續時間小于導線冒煙時間；
4.對比保險熔斷時間和導線冒煙時間，導線冒煙時間大于保險熔斷時間；
5.經過以上步驟初步確定導線線徑，再結合高壓插件型號以及規格書，確認導線是否能夠應用，尤其是需要校核導線兩側的高壓插件需要同時滿足其要求。
圖1：35平方的硅膠線在流溫升和冒煙曲線
二、材質選型
1.硅膠導線
?硅膠導線質地柔軟，耐溫性能好，但是耐撕裂耐油液性能差，在以下環境下建議采用硅膠導線：
?工作環境溫度大于150℃的區域；
?線束布置空間小，完全半徑不滿足5D的區域，或者由于裝配需求對線束柔軟度要求嚴格的區域。
?高壓線束防護較好，無油液無磨損的區域；
?高壓插件有明確的使用要求。
2.
展開 新能源汽車高壓線束導線如何選擇？
高壓導線作為新能源汽車高壓線束的核心零部件，其選型是否正確顯得十分關鍵。一般主要參考一些重要信息：客戶標準、實際應用和特殊要求等，從而選擇安全合適的高壓導線。
一、線徑選型
高壓導線的線徑選型設計主要參考如下因素：
?導線設計標準，比如LV216-1/2，ISO19642等
?導線工作電壓平臺以及電壓范圍；
?回路有效工作電流；
?高壓導線工作環境溫度；
?回路峰值電流以及峰值持續時間；
?回路保險容量；
?高壓線束插件允許壓接線徑。
高壓導線選型基本步驟如下：
1.校核高壓導線工作電壓平臺，目前一般電壓平臺在1000V DC以下，因此多選用耐1000V DC的高壓導線；
2.根據導線載流量和工作環境溫度結合的溫升曲線，選擇導線線徑；
3.對比峰值電流、峰值持續時間和導線冒煙曲線（見圖4-3），峰值持續時間小于導線冒煙時間；
4.對比保險熔斷時間和導線冒煙時間，導線冒煙時間大于保險熔斷時間；
5.經過以上步驟初步確定導線線徑，再結合高壓插件型號以及規格書，確認導線是否能夠應用，尤其是需要校核導線兩側的高壓插件需要同時滿足其要求。
圖1：35平方的硅膠線在流溫升和冒煙曲線
二、材質選型
1.硅膠導線
?硅膠導線質地柔軟，耐溫性能好，但是耐撕裂耐油液性能差，在以下環境下建議采用硅膠導線：
?工作環境溫度大于150℃的區域；
?線束布置空間小，完全半徑不滿足5D的區域，或者由于裝配需求對線束柔軟度要求嚴格的區域。
?高壓線束防護較好，無油液無磨損的區域；
?高壓插件有明確的使用要求。
2.
展開 新能源汽車高壓線束安全設計
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布置方案
線束設計方案
目前新能源車輛主要有純電動汽車和混合動力汽車兩種形式，針對于整車線束設計而言， 區別于傳統汽油車整車線束，有高壓線束和低壓線束，不同形式新能源車輛的線束設計采用了不同形式的設計方式和布置方案。
2.1 高壓線束設計方案
高壓線束在新能源車輛上主要提供高壓強電供電作用，因此對于線束的設計及布置尤為重要，主要遵循以下幾個方面的原則：
01
線束走向設計、線徑設計：
高壓線束設計采用雙軌制，由于高壓已經超出人體安全電壓，車身不可作為整車搭鐵點，因此高壓線束系統的設計上，直流高壓電回路必須嚴格執行雙軌制。高壓線束可分為電機高壓線、電池高壓線、充電高壓線等。
02
高壓連接器選型：
高壓連接器主要負責高壓高電流連接和傳輸，并負責高壓回路的人機安全。
展開 新能源汽車高壓線束的十大特點
作為新能源汽車的零部件應該從兩個方面盡可能地優化：一是盡量降低騷擾的強度；二是盡可能地提高抗騷擾的能力。
整車范圍內首先保證零部件的EMC符合標準要求，通過線束將各個控制單元聯系在一起。新能源汽車整車級屏蔽設計的重點應是高壓系統的布局、屏蔽設計以及CAN通信網絡的抗干擾處理。首先盡量要求高壓線束沿著車身布置，優化整車電磁輻射的環路，同時利用車身形成封閉的屏蔽艙。同時屏蔽高壓電纜和連接器也是一種減少不必要的電磁干擾經濟有效的方法，通過一系列標準的實驗顯示了屏蔽電纜和連接器能夠有效減少在100kHz到200MHz頻率范圍內的不必要的干擾。目前國內車型全部采用屏蔽高壓線，日系車也有應用屏蔽網包覆在高壓線外側，插件處處理實現屏蔽連接。為了避免高壓線束傳輸強電電流時產生電磁干擾，導致低壓線束對控制單元供電及信號傳輸受到電磁干擾的風險，一般采用高壓線束與低壓線束分層設計，距離保證在200-300mm內。
下列是常見幾種電纜對EMC方案介紹。
實驗結果表明：鋁管和編織網分段組合在0-1GHZ頻率范圍內的的屏蔽效果最佳。
6 耐久性
新能源汽車上的電源和各種電氣零件通過線束來實現電路物理連接，線束分布遍布全車。如果把動力系統比作汽車心臟的話，那么線束就是汽車的神經網絡系統它負責整車各個電器零件之間的信息傳遞工作。隨著人們對舒適性、經濟性、安全性要求的不斷提高，汽車上的電子產品種類也在不斷增加，汽車線束越來越復雜線束的故障率也相應增加。這就要求提高線束的可靠性和耐久性等性能。端子和連接器是決定系統可靠性的重要內容，也是整個線束的重要組成部分。由于部分端子和連接器的工作環境惡劣，端子和連接件中容易發生各種各樣的故障，如腐蝕、老化以及在振動的作用下松動等問題。
展開 新能源汽車高壓線束技術規范
2.連接器的選取
（1）連接器結構特征
連接器除線環、銅接頭外，連接器應具有主動鎖定特征。應與所連接設備的插座進行匹配。
（2）連接器性能
連接器的性能要求應符合SAE J1742.
（3）連接器爬電電阻、接觸電阻要求
連接器的下列電阻不能超過表6的要求
九、安裝、試驗要求
1.安裝要求：參照本規范第6點執行
2.試驗要求：參照GB/T 12528-2008 第7.4節，對電纜進行型式試驗。具體試驗項目見表7.
十、安全使用要求
1.操作
嚴禁非專業人員對高壓線束進行操作：專業人員對高壓線束進行操作前，需用數字萬用表測量高壓正負線束端子之間直流電壓值、測量U相、V相、W相兩兩之間的交流電壓值，在測量值為0V的情況下才能進行操作。
2.保養
高壓線束需定里程進行保養，依據《保養手冊》，每12000km檢查保養項目如下：
檢查高壓線束其電纜與連接器插件之間是否松動；
檢查高壓線束過線孔過線護套等防護是否完好，線束是否出現磨損；
檢查發動機艙等通過高溫區域線高壓線束隔熱材料是否脫落。
展開 純電動汽車整車級高壓線束開發
高壓線束整車布置
圖1為純電動汽車高壓部件布局圖。通過純電動汽車高壓部件的布局位置來合理布置電池到PDU、電機控制器到電機、交直流充電等各個高壓部件之間的高壓連接線束。
高壓線束如需要通過銳邊或過孔時應設計相應的保護結構或方式，在前期對于整車開發時線束的布置時需要盡量避開熱源振動源不然與之要保持足夠的距離。
高壓線束均具有較大的外徑和重量，為避免應力的集中，線纜最小彎曲半徑一般要大于該線徑直徑的5倍，要合理分
布載荷，需要增加支撐固定裝置，線束直線布置固定點間距≤300mm，過彎布置固定點分別在弧線的兩個端點固定，固定點與連接器間距≤150mm，才得以承受線束的重量和振動載荷。
固定裝置必須采用汽車級扎帶和絕緣支架等。
驅動電機線束需要考慮部件運動與振動的影響，要對線束的尺寸進行合理設計，既要滿足長度分布的應力，也要避免過長導致的線束堆積。對于線束運動要增加膠圈緩沖和導向槽的固定結構，避免線束與其它零組件剮蹭，導致線束損傷。
線束布置過程中要考慮EMC電磁干擾因素，采用屏蔽高壓線纜，避免高頻噪聲發射，高低壓線纜必須分開排布，避免線束相互交叉重疊造成相互干擾。
考慮線束布置的美觀性，走向需與依附件方向一致，避免斜方向，對于發艙內線束盡量在結構件或零組件的下方或內側走線，整車底部外露高壓線束應采用護管、護板進行遮蔽防護。
考慮安裝與維護，對于同一部位的接插件為防止錯插應選用不同的規格和定位方式的接插件，接插件末端需要留有一定量的余量以便插拔。
考慮高壓安全性，此高壓電已超出人體安全電壓，車身不能像低壓系統一樣的搭鐵方式，必須采用雙軌制。
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