高壓線束布置要求

來(lái)源：線束世界?作者：線束世界-Jimmy?2022-01-10 14:59

高壓線束布置原則系列（一）

高壓線束作為電動(dòng)汽車高壓系統(tǒng)中傳輸電能的重要載體，與低壓線束相較，不論從電氣性能還是物理特性而言，都有很大的不同，高壓線束具有遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)低壓導(dǎo)線的重要特性和較高的防護(hù)等級(jí)。

【高壓線束布置的一般原則】

我們首先來(lái)看下高壓線束布置的一般原則。

電動(dòng)車的高壓線束布置需要基于就近原則，使用盡可能少的高壓電纜來(lái)完成走向布置，這個(gè)大原則即滿足了總布置和高壓電氣設(shè)計(jì)需求，也滿足整車降本增效和減重的目的。

正常情況下，可以將高壓線束布置分為兩種情況：分層布置和并列布置。

1.分層布置

高壓線束與低壓線束分為上下層級(jí)關(guān)系。為了避免高壓線束傳輸強(qiáng)電電流時(shí)產(chǎn)生電磁干擾，導(dǎo)致低壓線束對(duì)控制單元供電及信號(hào)傳輸受到電磁干擾的風(fēng)險(xiǎn)，一般采用高壓線束與低壓線束分層設(shè)計(jì)；由于不同車型電流大小不同，一般高低壓線分層之間距離保證在200-300mm內(nèi),經(jīng)實(shí)車驗(yàn)證，該方案有效避免了強(qiáng)電工作時(shí)產(chǎn)生的干擾。分層布線可以有效的對(duì)高壓線工作時(shí)產(chǎn)生的EMC干擾起到防護(hù)作用。

1.并列布置

走向相同但采用依附車身機(jī)構(gòu)并列布置。采用并列式布置，保證高低壓線束并列不交叉。有效防護(hù)高壓線束工作時(shí)對(duì)控制器的EMC干擾。并列式布線方案適用于混合動(dòng)力車型，將高壓線束連接單元布線區(qū)域和發(fā)動(dòng)機(jī)電噴線束布置區(qū)域并列。進(jìn)而有效避免高壓線束傳輸供電時(shí)產(chǎn)生的電磁干擾。

高壓線束的布置除了要滿足目測(cè)隱蔽、安全碰撞法規(guī)、人機(jī)工程及維修方便性外，還需要制定針對(duì)高壓電的有效防護(hù)措施，高壓線束的不合理布置可能導(dǎo)致漏電，引起火災(zāi)，危及駕乘人員安全。

從某種程度上來(lái)說(shuō)，高壓線束的運(yùn)行安全，是影響電動(dòng)汽車整個(gè)高壓系統(tǒng)使用壽命和車輛安全的關(guān)鍵因素之一。

雖然電動(dòng)汽車的高壓線束數(shù)量較少，但由于其具有粗線徑、高電壓、厚絕緣、耐熱高等特點(diǎn)，在整體安裝布置上，與傳統(tǒng)低壓線束的布置要求存在若干差異。

下表匯總了高壓線束布置的相關(guān)內(nèi)容。我們將以此為主線，發(fā)布若干系列文章，系統(tǒng)性介紹高壓線束的布置要求。

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【高壓線束布置要點(diǎn)——安全相關(guān)】

高壓線束布置的第一原則——防止駕乘人員或維修人員可直接接觸到高壓線束。

基于此原則，乘客艙禁止布置高壓線束，行李艙應(yīng)避免布置高壓線束。如因設(shè)計(jì)需要，確實(shí)需要在上述區(qū)域內(nèi)布置高壓線束，則應(yīng)接合碰撞安全、高壓安全、零件使用安全等方面的考量，通過(guò)車身鈑金過(guò)孔，使高壓線束在車輛底盤(pán)下布置，且必須有覆蓋物遮蓋，避免人員誤觸。

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鋪設(shè)在車輛前艙及底盤(pán)的高壓線束示意圖

高壓線束在布置時(shí)，還需要注意避讓擠壓和振動(dòng)幅度過(guò)大的區(qū)域。

(1) 避讓振動(dòng)區(qū)域

高壓線束在布置和固定時(shí)，應(yīng)避開(kāi)劇烈振動(dòng)區(qū)域。

高壓線束應(yīng)與其連接得高壓設(shè)備連接無(wú)相對(duì)振動(dòng)。

(2) 避讓擠壓區(qū)域

對(duì)于諸如翼子板區(qū)域、汽車千斤頂或其他起重工具支撐區(qū)域等容易與其他部件發(fā)生擠壓的區(qū)域，均應(yīng)避免布置高壓線束。

(3) 振動(dòng)區(qū)域布置特點(diǎn)

如無(wú)法避讓振動(dòng)區(qū)域，則應(yīng)根據(jù)線束布置部位的振動(dòng)幅度、運(yùn)動(dòng)件的最大運(yùn)動(dòng)包絡(luò)，留有足夠的高壓導(dǎo)線余量，避免讓線束承受拉力或者張力。

行駛車輛在長(zhǎng)期顛簸狀態(tài)下，容易引起高壓線束固定點(diǎn)位置錯(cuò)動(dòng)、脫落，進(jìn)而導(dǎo)致兩固定點(diǎn)間的距離瞬間增大，拉扯線束致使內(nèi)部節(jié)點(diǎn)拉脫或虛接，因此高壓導(dǎo)線長(zhǎng)度控制要合理，長(zhǎng)度既要留有富余，以抵消運(yùn)動(dòng)拖曳帶來(lái)的應(yīng)力，又要避免過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致線束扭曲。

若高壓線束確實(shí)需要在振動(dòng)區(qū)域固定，布置建議如下：

1) 第一個(gè)固定點(diǎn)距離導(dǎo)線出口處最大100mm;

2) 第一個(gè)固定點(diǎn)所用的固定件必須直接安裝在導(dǎo)線上或安裝在套管上(避免布置在波紋管上)；

3) 固定點(diǎn)對(duì)高壓導(dǎo)線施加的壓力不可對(duì)導(dǎo)線的絕緣電阻產(chǎn)生影響。

由于車輛工作工況復(fù)雜，極端情況下會(huì)出現(xiàn)車身碰撞受壓變形的情況。作為承載新能源車型動(dòng)力源傳輸功能的高壓線束，在布置時(shí)，應(yīng)將避免受車身變形影響考慮在內(nèi)，盡可能避免或減少高壓線束受車身變形影響而導(dǎo)致破損漏電的情況出現(xiàn)。

(1)避免受車身變形影響

高壓線束應(yīng)盡量避免布置在諸如前后防撞梁、側(cè)圍鈑金和前艙車頭等車輛碰撞后會(huì)發(fā)生較大變形的區(qū)域。

當(dāng)電動(dòng)汽車發(fā)生碰撞時(shí)，需要考慮高壓電氣連接處在車身吸能形變時(shí)的位移路徑，避免因車輛碰撞，導(dǎo)致高壓線束直接被鈑金割裂或金屬殘片刺破絕緣層進(jìn)入導(dǎo)線線芯內(nèi)部造成高壓短路，對(duì)駕乘人員造成電擊傷害。

要求在沒(méi)有碰撞偵測(cè)的碰撞中，等電勢(shì)功能必須保持生效。

(2) 避免對(duì)油管的影響

若是混動(dòng)車型(PHEV/HEV)，車輛本身同時(shí)存在燃油動(dòng)力系統(tǒng)和高壓動(dòng)力系統(tǒng)，此時(shí)，在布置高壓線束時(shí)，應(yīng)避免高壓線束與燃油管道和剎車油管交錯(cuò)布置，即使在平行布置時(shí)，高壓線束和油管之間的距離也應(yīng)大于100mm。

不論是避讓擠壓和振動(dòng)幅度過(guò)大區(qū)域，還是避免受車身變形影響，高壓線束在布置時(shí)，需要注意其彎曲半徑。這是因?yàn)楦邏壕€束的彎曲半徑對(duì)于高壓線束的電阻影響很大，若高壓線束被過(guò)分彎曲，線束折彎部分的電阻變大，將造成線路壓降增大。

高壓線束具有較大的外徑和重量，為避免應(yīng)力的集中，在靜態(tài)負(fù)載下，高壓導(dǎo)線最小的內(nèi)彎曲半徑不應(yīng)小于四倍的導(dǎo)線外直徑。

在動(dòng)態(tài)負(fù)載下，高壓導(dǎo)線最小的內(nèi)彎曲半徑不應(yīng)小于八倍的導(dǎo)線外直徑。

高壓線束彎曲半徑

需要避免在接頭中存在彎曲導(dǎo)線，否則接頭后部密封件里可能出現(xiàn)漏電通路。

高壓連接器尾部出線的高壓線束需保持直式出線，靠近連接器尾部的高壓導(dǎo)線不得彎曲受力，不得旋轉(zhuǎn)。

【高壓線束布置要點(diǎn)——EMC相關(guān)】

由于高壓線束存在電磁干擾低壓用電器和低壓線束的可能，因此，對(duì)于高壓導(dǎo)線以及和其對(duì)配的接插件連接處需要360°的屏蔽圍繞保護(hù)。

對(duì)于高壓線束中的每根導(dǎo)線，需要確保其從一端的接插件到另一端的接插件的屏蔽層電阻最大為26mOhm(對(duì)于三相線束中的每一根導(dǎo)線，應(yīng)確保其從一端的接插件到另一端接插件的屏蔽層的電阻最大為11mOhm)

屏蔽層的電阻值要求限定了高壓線束布線時(shí)的導(dǎo)線長(zhǎng)度。

為了能夠更好的提高整車電磁兼容性，在進(jìn)行高壓線束鋪設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)，一般建議遵循以下布置原則：

(1) 干擾源及其連接線束(一般為高壓線束)，建議遠(yuǎn)離易干擾部件及其連接線束(一般為低壓線束，特指低壓線束中的信號(hào)線)，盡可能單獨(dú)布置。

(2) 當(dāng)高低壓線束平行布置(同向走線)的長(zhǎng)度大于200mm時(shí)，高低壓線束之間的間距建議至少為100mm，防止高壓線束產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)易干擾部件造成影響。

(3) 高壓線束導(dǎo)通高壓電時(shí)，會(huì)在周圍形成強(qiáng)磁場(chǎng)，因此高壓回路的負(fù)載和電源之間的布置距離應(yīng)盡可能短，同時(shí)將高壓線束靠近車身金屬鈑金布置，從而減小回路面積，降低磁場(chǎng)的對(duì)外輻射量。

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高壓導(dǎo)線產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng) 示意圖

(4) 屬于同一整體的配套的高壓線束(比如電機(jī)的三相線束)必須共同對(duì)稱地布置在一起。

(5) 屬于同一整體的配套的每?jī)筛邏壕€束間距建議不得超過(guò)20mm，單根導(dǎo)線長(zhǎng)度差建議不得超過(guò)35mm。

以上是高壓線束在安全和EMC兩方面的布置要點(diǎn)，下一章節(jié)，我們將針對(duì)高壓線束的物理防護(hù)（密封防水，防磨耐磨，耐溫），附件防護(hù)和固定，高壓線束裝配安裝便利等角度，對(duì)高壓線束的布置要點(diǎn)進(jìn)行分析和解讀。

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