新能源車高壓線束
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2022-04-12
新能源車高壓線束的實(shí)例教程
線束拓?fù)湓O(shè)計(jì)是架構(gòu)設(shè)計(jì)中一項(xiàng)重要內(nèi)容，受電氣架構(gòu)、電源分配、主機(jī)廠流水線、裝配工藝的影響很大。而線束拓?fù)涞淖罱K形態(tài)，也會(huì)反過來影響整車電氣架構(gòu)、電源分配、零件制造、整車安裝等。
對于高壓線束拓?fù)湓O(shè)計(jì)來說，由于高壓電器件普遍體積大，要求的安全系數(shù)高，因此在新能源車型處于前期開發(fā)階段時(shí)，高壓線束拓?fù)浼軜?gòu)的設(shè)計(jì)工作就應(yīng)該盡早介入。
在設(shè)計(jì)之初，需要明確一點(diǎn)，不論高低壓線束，其拓?fù)湓O(shè)計(jì)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(yù)設(shè)功能的前提下，以最少的原材料和最高的成產(chǎn)、裝配效率為目標(biāo)導(dǎo)向來進(jìn)行全方位的考量。
要全面了解高壓線束拓?fù)渥詈唵魏椭庇^的方法就是從熟悉的傳統(tǒng)低壓線束出發(fā)，先行了解傳統(tǒng)燃油車和新能源車在整車電氣系統(tǒng)和電氣件上的差異，衍生到高壓線束拓?fù)浜偷蛪?em>線束拓?fù)涞牟町悺?新能源車型與燃油車的差異
傳統(tǒng)燃油車最基本和關(guān)鍵的技術(shù)在于四大系統(tǒng)和八大機(jī)構(gòu)。
八大機(jī)構(gòu)是針對發(fā)動(dòng)機(jī)而言的，點(diǎn)火系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)、啟動(dòng)系統(tǒng)、曲柄連桿系統(tǒng)、配氣機(jī)構(gòu)和凈化裝置。四大系統(tǒng)則主要針對底盤而言，分別為傳動(dòng)系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)。
1.動(dòng)力系統(tǒng)差異
純電動(dòng)汽車和燃油車最大的區(qū)別在于動(dòng)力系統(tǒng)的不同。
傳統(tǒng)燃油車的動(dòng)力系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)總成和變速箱總成構(gòu)成。燃油在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃燒，使氣缸內(nèi)的氣體迅速膨脹，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生動(dòng)力。動(dòng)力經(jīng)離合器\變速箱\傳動(dòng)軸\主傳動(dòng)器\差速器\驅(qū)動(dòng)輪，驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)給地面一個(gè)力，地面給車輪一個(gè)反作用力即牽引力，最終使車輛開始行駛。
展開 近幾年來，隨著全社會(huì)對環(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高壓系統(tǒng)傳輸過程中的能量損失以及電流對電氣系統(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 ℃，高壓線束表面長期允許最大工作溫度為125 ℃，對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）。
展開 電動(dòng)汽車在研發(fā)階段會(huì)做一些測試，模擬各種高速、顛簸、沙石等振動(dòng)路況，從而驗(yàn)證
高、低壓線束
的固定可靠性。
但是，當(dāng)車輛轉(zhuǎn)交到用戶的手里，是否能經(jīng)受住種種“非人”的折磨，比如這輛ES8一年半開個(gè)100000公里，日均200多公里的考驗(yàn)，確實(shí)是個(gè)值得關(guān)注的問題。
拆解之后可以看到，蔚來ES8對于高、低壓線束的保護(hù)還是很全面的：
高、低壓線束平均每200mm就有一個(gè)可靠的固定點(diǎn)或固定卡扣，這樣做的目的是有效避免在車輛使用過程中出現(xiàn)線束震蕩或者撞擊導(dǎo)致受損的情況。
蔚來ES8的高壓線束均采用多層絕緣防護(hù)設(shè)計(jì)，在某些易磨損位置采用了波紋管、毛氈布等防割、防磨損結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
低壓線束在固定點(diǎn)位置采用加強(qiáng)絕緣防割材料纏繞包覆，很大程度上降低固定點(diǎn)的磨損風(fēng)險(xiǎn)。
從拆解的結(jié)果來看，日均200公里的行駛工況，ES8的高低壓線束狀態(tài)還算完好，未出現(xiàn)破皮、干涉的情況，線束固定的可靠性值得肯定。
蔚來ES8設(shè)計(jì)狀態(tài)總結(jié)
Vehicle Electrification & New Trends
安全是條不可逾越的紅線，是所有新能源產(chǎn)品開發(fā)的最高原則。
新能源汽車安全開發(fā)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，只有充分的考慮到系統(tǒng)特性，并針對產(chǎn)品使用場景進(jìn)行全面的失效模式分析，才能讓保證產(chǎn)品全生命周期的安全性得到充分的驗(yàn)證。
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高、低壓線束
的固定可靠性。
但是，當(dāng)車輛轉(zhuǎn)交到用戶的手里，是否能經(jīng)受住種種“非人”的折磨，比如這輛ES8一年半開個(gè)100000公里，日均200多公里的考驗(yàn)，確實(shí)是個(gè)值得關(guān)注的問題。
拆解之后可以看到，蔚來ES8對于高、低壓線束的保護(hù)還是很全面的：
高、低壓線束平均每200mm就有一個(gè)可靠的固定點(diǎn)或固定卡扣，這樣做的目的是有效避免在車輛使用過程中出現(xiàn)線束震蕩或者撞擊導(dǎo)致受損的情況。
蔚來ES8的高壓線束均采用多層絕緣防護(hù)設(shè)計(jì)，在某些易磨損位置采用了波紋管、毛氈布等防割、防磨損結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
低壓線束在固定點(diǎn)位置采用加強(qiáng)絕緣防割材料纏繞包覆，很大程度上降低固定點(diǎn)的磨損風(fēng)險(xiǎn)。
從拆解的結(jié)果來看，日均200公里的行駛工況，ES8的高低壓線束狀態(tài)還算完好，未出現(xiàn)破皮、干涉的情況，線束固定的可靠性值得肯定。
蔚來ES8設(shè)計(jì)狀態(tài)總結(jié)
Vehicle Electrification & New Trends
安全是條不可逾越的紅線，是所有新能源產(chǎn)品開發(fā)的最高原則。
新能源汽車安全開發(fā)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，只有充分的考慮到系統(tǒng)特性，并針對產(chǎn)品使用場景進(jìn)行全面的失效模式分析，才能讓保證產(chǎn)品全生命周期的安全性得到充分的驗(yàn)證。
展開 線束設(shè)計(jì)方案
目前新能源車輛主要有純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車兩種形式，針對于整車線束設(shè)計(jì)而言， 區(qū)別于傳統(tǒng)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(shè)計(jì)采用了不同形式的設(shè)計(jì)方式和布置方案。
2.1 高壓線束設(shè)計(jì)方案
高壓線束在新能源車輛上主要提供高壓強(qiáng)電供電作用，因此對于線束的設(shè)計(jì)及布置尤為重要，主要遵循以下幾個(gè)方面的原則：
01
線束走向設(shè)計(jì)、線徑設(shè)計(jì)：
高壓線束設(shè)計(jì)采用雙軌制，由于高壓已經(jīng)超出人體安全電壓，車身不可作為整車搭鐵點(diǎn)，因此高壓線束系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，直流高壓電回路必須嚴(yán)格執(zhí)行雙軌制。高壓線束可分為電機(jī)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(fù)責(zé)高壓高電流連接和傳輸，并負(fù)責(zé)高壓回路的人機(jī)安全。
展開 
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新能源車高壓線束的最新內(nèi)容
隨著電動(dòng)汽車技術(shù)的不斷進(jìn)步，對車輛功率和電壓的要求也越來越高。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
高壓
電壓等級(jí)
電動(dòng)汽車的電壓級(jí)別為B級(jí)
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(gòu)，新能源車高壓線束相比傳統(tǒng)線束安全性、可靠性要求更高。
線束拓?fù)湓O(shè)計(jì)是架構(gòu)設(shè)計(jì)中一項(xiàng)重要內(nèi)容，受電氣架構(gòu)、電源分配、主機(jī)廠流水線、裝配工藝的影響很大。而線束拓?fù)涞淖罱K形態(tài)，也會(huì)反過來影響整車電氣架構(gòu)、電源分配、零件制造、整車安裝等。
對于高壓線束拓?fù)湓O(shè)計(jì)來說，由于高壓電器件普遍體積大，要求的安全系數(shù)高，因此在新能源車型處于前期開發(fā)階段時(shí)，高壓線束拓?fù)浼軜?gòu)的設(shè)計(jì)工作就應(yīng)該盡早介入
2 高壓線束在新能源商用車的布置
新能源商用車，尤其是新能源城市物流車，因其結(jié)構(gòu)緊湊，布置空間緊張，對于高壓線束的布置提出了更高的要求。
高壓線束的布置，需要滿足以下幾個(gè)要求。
1） 高、低壓線布置時(shí)，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(shí)的折彎半徑應(yīng)不小于其最小折彎半徑。
高壓安全設(shè)計(jì)需求
High voltage safety design requirements
電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)汽車差異顯著。
主要區(qū)別
在于電動(dòng)汽車由高壓電池系統(tǒng)、高壓電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供動(dòng)力輸出。
大部分用電器，
比如
空調(diào)壓縮機(jī)
高壓導(dǎo)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(guān)鍵。一般主要參考一些重要信息：客戶標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)際應(yīng)用和特殊要求等，從而選擇安全合適的高壓導(dǎo)線。
一、線徑選型
高壓導(dǎo)線的線徑選型設(shè)計(jì)主要參考如下因素：
?導(dǎo)線設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，
新能源汽車高壓線束是高壓電氣系統(tǒng)的關(guān)鍵組件， 為新能源汽車的可靠運(yùn)行和安全提供了保障。它承載著電動(dòng)、 混動(dòng)汽車內(nèi)部及外部線束連接， 通過配電盒進(jìn)行電源分配， 高效優(yōu)質(zhì)地傳輸電能， 屏蔽外界信號(hào)干擾等功能， 是新能源汽車高壓系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)， 連接所有的高壓電子零部件， 傳遞電力與數(shù)據(jù)， 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(jí)電壓范圍，因此要求高壓線束也需要滿足
新能源車高壓線束工作電壓為400V及以上，與傳統(tǒng)的車內(nèi)低壓用途相比，對
線束的輸送能力、機(jī)械強(qiáng)度、絕緣保護(hù)、電磁兼容和抗干擾
都提出了更高的要求。
高壓導(dǎo)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(guān)鍵。一般主要參考一些重要信息：客戶標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)際應(yīng)用和特殊要求等，從而選擇安全合適的高壓導(dǎo)線。
一、線徑選型
高壓導(dǎo)線的線徑選型設(shè)計(jì)主要參考如下因素：
?導(dǎo)線設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，比如LV216-1/2，ISO19642等
?導(dǎo)線工作電壓平臺(tái)以及電壓范圍；
?回路有效工作電流；
?高壓導(dǎo)線工作環(huán)境溫度；
一、范圍
本規(guī)范規(guī)定了電動(dòng)汽車高壓線束設(shè)計(jì)過程中涉及到的符號(hào)、代號(hào)、術(shù)語及其定義，設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，布置要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，材料選用要求，性能設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)計(jì)算方法，安全使用要求等。
二、規(guī)范性引用文件
下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）
