增程式混合动力汽车高压线束设计

万欣　邵波　郑艳刚　孙灿

摘 要：高压线束作为混合动力汽车能量传输的载体，其零件选型、布置位置、安全防护均影响整车安全，因此在车辆设计之初，就需要将其加以考虑。文章从高压线束电缆的选择、线束的布置原则等角度进行分析，保证装配、维修、可靠性、安全性的同时降低线束成本，避免设计过盈。关键词：混合动力;高压线束;高压电缆中图分类号：U472  文献标识码：B  文章编号：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

隨着国家能源短缺和环保意识增强，新能源汽车取得了高速发展，增程式混合动力汽车一方面可以满足降低油耗，实现能量回收利用，一方面可以解决纯电动汽车续航里程不足的问题[1]。

高压线束作为增程式混合动力汽车能量传输的载体，其安全性、可靠性、稳定性对于整车高压系统电气安全至关重要。

1 高压线束设计要点

高压线束在设计时需要充分考虑整车工况、极限环境温度、车内布置、动力电池电压平台等因素。高压线束包含的零件包括高压电缆、电缆包覆物（波纹管、编制网）、固定支架、高压接插件、高压端子等。

1.1 高压电缆的选择[2]

根据整车各个高压电气元件布局图，确定高压线束所连接的高压元件的电气特性，包括额定工作电流、峰值工作电流、峰值功率、持续时间、额定功率、峰值功率等。并结合线束布置周围环境温度情况，选取合适尺寸、合理温度的电缆型号。

混合动力汽车内部环境复杂，电缆所需适应温度范围较宽，同时，由于电缆自身电阻影响，当大电流长时间流过时，会产生较高热量，因此电缆耐温性能是选择电缆型号的一个重要因素。

通过上表可以看出，不同绝缘材料的电缆允许通过的电流值不同，且差距较大。因此在选择电缆型号时，要充分考虑温度的影响，保证选型的经济性、合理性。

1.2 电缆保护零件选用原则

通常选择的保护材料包括：波纹管，普通编制网，金属屏蔽编制网。选取的原则是：

（1）材料的颜色需要使用橙色（或进行高压标识）;

（2）尺寸要与电缆的截面积相匹配，占到波纹管的80%左右;

（3）温度等级要不低于电缆的温度等级;

（4）要根据电缆的布置位置选择适合的保护材料。

1.3 高压电缆保护材料（三）线束固定方式

高压线束作为连接电气件的载体，线束长度、在汽车中的走向、位置等均不同，因此对其进行固定时要考虑其周边环境，选用不同固定零件及固定方式。同时，高压电缆的线径较粗，固定所需拉力较大，通常选用螺栓进行固定，主要用的零件为卡箍及支架。

1.4 高压连接方式

高压气件的连接方式取决于电气件端，通常采用高压连接器连接和螺栓连接。

1.5 屏蔽处理

屏蔽处理对于整车高压电气系统而言至关重要，因此高压线束在设计之初就需要按照整车对高压电气系统的屏蔽要求进行考虑。尽可能选用有屏蔽层的电缆和连接器，并在线束加工时，保证电缆与连接器屏蔽层的有效接触，保证屏蔽的完整及有效。

2 线束检测

高压线束产品根据不同的构成零件确定具体的检测标准和实验方法。主要分成电工类检测和非电工类检测。

电工类检测包括，耐电压、耐电流、电压降、绝缘电阻等;非电工类检测包括高低温、老化、冷热冲击、盐雾、振动、防水、阻燃、气密、端子拉拔力等。

具体检测项目要根据线束连接方式的选择、整车的要求进行确定，保证选取的实验合理，避免不必要的浪费。实验方法及标准可参考国标。

3 高压线束布置原则

高压线束在布置时，要充分考虑周边环境因素，避免高温热源、震动、冲击等对高压线束带来的伤害，同时要考虑高压线束大电流经过时对电气件电磁干扰的影响。

3.1 远离热源

增程式混合动力汽车中存在传统内燃机汽车相关的零件，高压线束在布置时应尽量远离热源，避免热害效应发生。

3.2 高低压线束、信号线分开

汽车智能化程度越来越高，电气元件越来越多，因此信号线和低压线束越来越复杂。高压线束在布置时要尽可能远离低压线束及信号线，避免高压大电流通过时产生的电磁干扰对低压线束及信号线产生干扰。

3.3 远离震动、外来物冲击

高压线束在布置时存在经过车身钣金孔的可能性，因此对于过钣金孔或者与钣金相切割存在的高压线束需要使用橡胶件进行保护，一方面避免钣金与线束直接接触的损伤，另一方面降低车辆震动带来的噪音。

3.4 考虑弯曲半径和应力集中问题

高压电缆线径较粗，在车内狭小的空间内进行布置，要考虑高压电缆过弯时，其弯曲半径的影响。通常弯曲半径要大于5倍的直径。

3.5 远离管路

为保证电气系统安全，布置时要远离冷却液、洗涤液、机油等管路，避免管路泄露时漏液沿着高压线束流入电气件，因此高压线束在布置时要略微高于管路。

4 总结

高压线束作为混合动力汽车重要的连接零件，其可靠性、安全性对于整车安全至关重要，因此在进行电缆选择时要充分考虑零件选型避免设计过盈，同时在电缆选型及固定、保护材料选择时，要考虑线束重量，尽可能降低重量，节约成本。

参考文献

[1] 段俊法，张宇.增程式电动汽车研究[J]河南科技.

[2] 刘洋，刘丹，娄锋.浅谈纯电动汽车整车级高压线束开发[J]新能源汽车.

[3] 张晋，陶兆增，刘雨双，倪志峰.电动汽车内部用高压电缆的研制[J]光纤与电缆及其应用技术2015，（06），11-14.