增程式混合動(dòng)力汽車高壓線束設(shè)計(jì)

萬(wàn)欣　邵波　鄭艷剛　孫燦

摘 要：高壓線束作為混合動(dòng)力汽車能量傳輸?shù)妮d體，其零件選型、布置位置、安全防護(hù)均影響整車安全，因此在車輛設(shè)計(jì)之初，就需要將其加以考慮。文章從高壓線束電纜的選擇、線束的布置原則等角度進(jìn)行分析，保證裝配、維修、可靠性、安全性的同時(shí)降低線束成本，避免設(shè)計(jì)過(guò)盈。關(guān)鍵詞：混合動(dòng)力;高壓線束;高壓電纜中圖分類號(hào)：U472? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B? 文章編號(hào)：1671-7988（2020）01-83-02

Abstract： HV-cable harness as the energy transmission， the parts、layout and safety protection can affect the whole vehicle. So at the beginning of the design， should to consider all of these. In this paper， talk about how to choice the HV-cable， how to design the arrangement structure， in order to ensure the assembly、maintain、reliable， the ultimate goal is to cost reduction.Keywords： The Range Extender; HEV; HV-cable harnessCLC NO.： U472 ?Document Code： B? Article ID： 1671-7988（2020）01-83-02

引言

隨著國(guó)家能源短缺和環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)，新能源汽車取得了高速發(fā)展，增程式混合動(dòng)力汽車一方面可以滿足降低油耗，實(shí)現(xiàn)能量回收利用，一方面可以解決純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程不足的問(wèn)題[1]。

高壓線束作為增程式混合動(dòng)力汽車能量傳輸?shù)妮d體，其安全性、可靠性、穩(wěn)定性對(duì)于整車高壓系統(tǒng)電氣安全至關(guān)重要。

1 高壓線束設(shè)計(jì)要點(diǎn)

高壓線束在設(shè)計(jì)時(shí)需要充分考慮整車工況、極限環(huán)境溫度、車內(nèi)布置、動(dòng)力電池電壓平臺(tái)等因素。高壓線束包含的零件包括高壓電纜、電纜包覆物（波紋管、編制網(wǎng)）、固定支架、高壓接插件、高壓端子等。

1.1 高壓電纜的選擇[2]

根據(jù)整車各個(gè)高壓電氣元件布局圖，確定高壓線束所連接的高壓元件的電氣特性，包括額定工作電流、峰值工作電流、峰值功率、持續(xù)時(shí)間、額定功率、峰值功率等。并結(jié)合線束布置周圍環(huán)境溫度情況，選取合適尺寸、合理溫度的電纜型號(hào)。

混合動(dòng)力汽車內(nèi)部環(huán)境復(fù)雜，電纜所需適應(yīng)溫度范圍較寬，同時(shí)，由于電纜自身電阻影響，當(dāng)大電流長(zhǎng)時(shí)間流過(guò)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較高熱量，因此電纜耐溫性能是選擇電纜型號(hào)的一個(gè)重要因素。

通過(guò)上表可以看出，不同絕緣材料的電纜允許通過(guò)的電流值不同，且差距較大。因此在選擇電纜型號(hào)時(shí)，要充分考慮溫度的影響，保證選型的經(jīng)濟(jì)性、合理性。

1.2 電纜保護(hù)零件選用原則

通常選擇的保護(hù)材料包括：波紋管，普通編制網(wǎng)，金屬屏蔽編制網(wǎng)。選取的原則是：

（1）材料的顏色需要使用橙色（或進(jìn)行高壓標(biāo)識(shí)）;

（2）尺寸要與電纜的截面積相匹配，占到波紋管的80%左右;

（3）溫度等級(jí)要不低于電纜的溫度等級(jí);

（4）要根據(jù)電纜的布置位置選擇適合的保護(hù)材料。

1.3 高壓電纜保護(hù)材料（三）線束固定方式

高壓線束作為連接電氣件的載體，線束長(zhǎng)度、在汽車中的走向、位置等均不同，因此對(duì)其進(jìn)行固定時(shí)要考慮其周邊環(huán)境，選用不同固定零件及固定方式。同時(shí)，高壓電纜的線徑較粗，固定所需拉力較大，通常選用螺栓進(jìn)行固定，主要用的零件為卡箍及支架。

1.4 高壓連接方式

高壓氣件的連接方式取決于電氣件端，通常采用高壓連接器連接和螺栓連接。

1.5 屏蔽處理

屏蔽處理對(duì)于整車高壓電氣系統(tǒng)而言至關(guān)重要，因此高壓線束在設(shè)計(jì)之初就需要按照整車對(duì)高壓電氣系統(tǒng)的屏蔽要求進(jìn)行考慮。盡可能選用有屏蔽層的電纜和連接器，并在線束加工時(shí)，保證電纜與連接器屏蔽層的有效接觸，保證屏蔽的完整及有效。

2 線束檢測(cè)

高壓線束產(chǎn)品根據(jù)不同的構(gòu)成零件確定具體的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)驗(yàn)方法。主要分成電工類檢測(cè)和非電工類檢測(cè)。

電工類檢測(cè)包括，耐電壓、耐電流、電壓降、絕緣電阻等;非電工類檢測(cè)包括高低溫、老化、冷熱沖擊、鹽霧、振動(dòng)、防水、阻燃、氣密、端子拉拔力等。

具體檢測(cè)項(xiàng)目要根據(jù)線束連接方式的選擇、整車的要求進(jìn)行確定，保證選取的實(shí)驗(yàn)合理，避免不必要的浪費(fèi)。實(shí)驗(yàn)方法及標(biāo)準(zhǔn)可參考國(guó)標(biāo)。

3 高壓線束布置原則

高壓線束在布置時(shí)，要充分考慮周邊環(huán)境因素，避免高溫?zé)嵩?、震?dòng)、沖擊等對(duì)高壓線束帶來(lái)的傷害，同時(shí)要考慮高壓線束大電流經(jīng)過(guò)時(shí)對(duì)電氣件電磁干擾的影響。

3.1 遠(yuǎn)離熱源

增程式混合動(dòng)力汽車中存在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車相關(guān)的零件，高壓線束在布置時(shí)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離熱源，避免熱害效應(yīng)發(fā)生。

3.2 高低壓線束、信號(hào)線分開(kāi)

汽車智能化程度越來(lái)越高，電氣元件越來(lái)越多，因此信號(hào)線和低壓線束越來(lái)越復(fù)雜。高壓線束在布置時(shí)要盡可能遠(yuǎn)離低壓線束及信號(hào)線，避免高壓大電流通過(guò)時(shí)產(chǎn)生的電磁干擾對(duì)低壓線束及信號(hào)線產(chǎn)生干擾。

3.3 遠(yuǎn)離震動(dòng)、外來(lái)物沖擊

高壓線束在布置時(shí)存在經(jīng)過(guò)車身鈑金孔的可能性，因此對(duì)于過(guò)鈑金孔或者與鈑金相切割存在的高壓線束需要使用橡膠件進(jìn)行保護(hù)，一方面避免鈑金與線束直接接觸的損傷，另一方面降低車輛震動(dòng)帶來(lái)的噪音。

3.4 考慮彎曲半徑和應(yīng)力集中問(wèn)題

高壓電纜線徑較粗，在車內(nèi)狹小的空間內(nèi)進(jìn)行布置，要考慮高壓電纜過(guò)彎時(shí)，其彎曲半徑的影響。通常彎曲半徑要大于5倍的直徑。

3.5 遠(yuǎn)離管路

為保證電氣系統(tǒng)安全，布置時(shí)要遠(yuǎn)離冷卻液、洗滌液、機(jī)油等管路，避免管路泄露時(shí)漏液沿著高壓線束流入電氣件，因此高壓線束在布置時(shí)要略微高于管路。

4 總結(jié)

高壓線束作為混合動(dòng)力汽車重要的連接零件，其可靠性、安全性對(duì)于整車安全至關(guān)重要，因此在進(jìn)行電纜選擇時(shí)要充分考慮零件選型避免設(shè)計(jì)過(guò)盈，同時(shí)在電纜選型及固定、保護(hù)材料選擇時(shí)，要考慮線束重量，盡可能降低重量，節(jié)約成本。

參考文獻(xiàn)

[1] 段俊法，張宇.增程式電動(dòng)汽車研究[J]河南科技.

[2] 劉洋，劉丹，婁鋒.淺談純電動(dòng)汽車整車級(jí)高壓線束開(kāi)發(fā)[J]新能源汽車.

[3] 張晉，陶兆增，劉雨雙，倪志峰.電動(dòng)汽車內(nèi)部用高壓電纜的研制[J]光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù)2015，（06），11-14.