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高壓線束及接插件作為新能源汽車電力傳輸系統(tǒng)核心組成部分，對車輛性能安全具有重要影響。本文探討了新能源汽車高壓線束設(shè)計原則，包括強化線束布置、材料選擇、制造工藝，并分析了接插件選型性能要求、類型特點，以提升新能源汽車電力傳輸效率。

引言

高壓線束作為高壓電源傳輸?shù)拿浇閷⒏邏合到y(tǒng)上各個部件相連，傳輸電能及屏蔽外界信號干擾，是新能源汽車動力輸出的主要載體。高壓線束具有高電壓、大電流:防護等級高及抗電磁干擾等特點，是新能源汽車高壓系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，是關(guān)乎整車性能和安全的關(guān)鍵零部件因此，新能源汽車高壓線束和接插件是電力傳輸系統(tǒng)關(guān)鍵組成部分，其設(shè)計選型影響車輛性能和安全性。本文對新能源汽車高壓線束及接插供選型進行了深人研究，

1 新能源汽車高壓線束設(shè)計及接插件選型的必要性

1.1高效電力傳輸?shù)幕?/strong>

在新能源汽車中，電池是電力來源，但電池儲能有限。減少電力在傳輸過程中損耗意味著能更有效利用有限電池能量，延長車輛續(xù)航里程。為實現(xiàn)這一點，高壓線束需要采用導(dǎo)電性能優(yōu)異的材料，優(yōu)化線束截面積布局，降低電阻和熱損耗。在新能源汽車行駛中，電力需求隨著駕駛條件變化波動?？煽康母邏壕€束設(shè)計能平穩(wěn)應(yīng)對波動，確保電力持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)給電機和其他電力消耗設(shè)備，

1.2 安全性能的保障

高壓線束具備良好絕緣保護，防止電流泄漏。設(shè)計時線束絕緣材料經(jīng)過嚴格選擇，確保其承受新能源汽車工作電壓(通常在400V以上)長期考驗。線束耐壓設(shè)計是關(guān)鍵，保證在嚴苛工況下線束不會因電壓過高發(fā)生故障，維護車輛和乘客安全。

1.3系統(tǒng)可靠性的提升

精心規(guī)劃線束路徑固定方式，可減少線束在車輛運行過程中振動摩擦，降低線束損壞風險。線束合理的布局能確保線束在復(fù)雜環(huán)境中保持穩(wěn)定性能，提高系統(tǒng)可靠性。采用具有高導(dǎo)電性、耐熱性材料制作線束能顯著延長線束使用壽命，抵抗惡劣工作環(huán)境，減少因材料老化導(dǎo)致系統(tǒng)故障。

1.4 技術(shù)進步的推動

隨著新能源汽車技術(shù)不斷發(fā)展，對高壓線束和接插件性能要求越來越高。進行高壓線束設(shè)計和接插件選型研究，可滿足當前市場需求，推動相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新進步，促進新能源汽車行業(yè)整體發(fā)展，并形成良性循環(huán)。

1.5 成本優(yōu)化的考量

除性能安全外，成本是新能源汽車制造商需考慮重要因素。通過合理的高壓線束設(shè)計和接插件選型可在保證性能安全前提下實現(xiàn)節(jié)約成本，有助于提升產(chǎn)品市場競爭力，為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。

2 新能源汽車高壓線束設(shè)計

2.1 高壓線束設(shè)計方案

（1）設(shè)計目標。本設(shè)計方案滿足新能源汽車對高壓線束高效能、高安全性要求，優(yōu)化線束布局、選擇合適材料，采用先進制造工藝，實現(xiàn)高壓線束輕量化高效傳輸。

（2）線束布局設(shè)計。根據(jù)新能源汽車底盤結(jié)構(gòu)，合理規(guī)劃高壓線束路徑，避免線束過長或過短，減少線束在車輛運行過程中振動摩擦，采用可靠固定方式，使用專用線束卡扣和支架，確保線束在車輛行駛中不會晃動脫落，提高線束穩(wěn)定安全，在線束易受磨損或易受外界環(huán)境影響區(qū)域增加保護套，防止線束受到損壞。

（3）材料選擇。選擇具有高導(dǎo)電性、耐熱性和耐腐蝕性導(dǎo)線材料，如高溫超導(dǎo)材料或特種合金導(dǎo)線，確保導(dǎo)線在高溫、高濕等惡劣環(huán)境下仍能保持穩(wěn)定性能。采用高性能絕緣材料，如聚酰亞胺(PI)或聚四氟乙烯(PTFE)，提供良好電氣絕緣性能。連接器選用高強度、高導(dǎo)電性金屬材料，如銅合金或不銹鋼，確保連接器在長時間使用中不會出現(xiàn)接觸不良問題。

（4）制造工藝。采用自動化生產(chǎn)線進行高壓線束制造，提高生產(chǎn)效率，保障產(chǎn)品質(zhì)量。使用精密壓接設(shè)備，確保導(dǎo)線與連接器之間可靠連接，減少接觸電阻溫升。在生產(chǎn)中進行嚴格質(zhì)量檢測，包括導(dǎo)線電阻測試、連接器插拔力測試等，確保高壓線束性能符合設(shè)計要求。

（5）安全保護設(shè)計。在高壓線束中設(shè)置過流保護裝置，如保險絲或斷路器，防止因電流過大損壞線束。確保高壓線束與低壓線束、控制線束等有效隔離，避免電磁干擾和潛在安全風險。合理設(shè)計接地系統(tǒng)，確保高壓線束可靠接地，降低電磁干擾與靜電積累風險。

2.2 高壓線束布置設(shè)計

高壓線束布置設(shè)計應(yīng)遵循幾個基本原則，即安全性、可靠性、經(jīng)濟性和可維護性。安全性要求線束布置應(yīng)遠離熱源、運動部件，以防損壞引發(fā)火災(zāi)?？尚詣t要求線束連接穩(wěn)定，不易受振動、溫度、濕度等環(huán)境因素影響。經(jīng)濟性需要在滿足性能要求前提下盡可能減少線束長度和材料用量，降低成本。可維護性要求線束布置整潔、標識清晰，便于檢修更換。

2.3 高壓線束的材料與制造工藝

2.3.1 材料選擇

（1）導(dǎo)線材料。新能源汽車高壓線束主要采用高純度銅或鋁作為導(dǎo)線材料，具有良好導(dǎo)電性能，滿足大電流、高電壓傳輸需求。例如:銅導(dǎo)體因其優(yōu)異導(dǎo)電性和機械強度而被廣泛使用，鋁導(dǎo)體則因其輕質(zhì)和低成本在某些應(yīng)用中具有優(yōu)勢。為保證高壓線束安全性，導(dǎo)線外部包覆有絕緣材料。常見絕緣材料包括交聯(lián)聚乙烯(XLPE)、聚氯乙烯(PVC)、乙丙橡膠(EPR)等，在新能源汽車中XLPE因其優(yōu)異電氣性能和耐熱性受到青睞。

（2）屏蔽材料。為防止電磁干擾(EMI)對車輛其他電子系統(tǒng)影響，高壓線束采用屏蔽材料，有效吸收電磁波，減少干擾，常見屏蔽材料包括金屬編織網(wǎng)、鋁箔、導(dǎo)電布等。

（3）護套材料護套是保護高壓線束免受外部環(huán)境影響的重要部分需要具有耐候性、耐磨性、耐油性和阻燃性等特點。常見護套材料包括聚氯乙烯(PVC)、熱塑性彈性體(TPE)、尼龍等。

2.3.2 制造工藝

導(dǎo)線制造包括拉絲、退火、絞合等工序，將原材料金屬通過拉絲機拉制成所需直徑單絲;進行退火處理，提高導(dǎo)線柔軟性。將多根單絲絞合成一股，增強導(dǎo)線機械強度。絕緣處理是將導(dǎo)線外部包覆絕緣材料過程，通過擠出機將絕緣材料均勾包覆在導(dǎo)線表面經(jīng)過冷卻固化形成堅固絕緣層。屏蔽層制造包括將金屬編織網(wǎng)或鋁箔等屏蔽材料緊密地包裹在絕緣層外部這一過程需要確保屏蔽層與導(dǎo)線之間緊密接觸，有效減少電磁干擾。高壓線束兩端配有連接器，以便與車輛其他電氣系統(tǒng)連接。連接器制造需要精密機械加工和注塑成型技術(shù)，確保連接器精度。在組裝過程中應(yīng)確保導(dǎo)線與連接器緊密接觸，降低接觸電阻，提高導(dǎo)電性能。

3 接插件選型研究

3.1 接插件的性能要求

（1）電氣性能要求。接插件額定電壓應(yīng)滿足新能源汽車電壓需求，考慮新能源汽車高壓系統(tǒng)，接插件額定電壓應(yīng)在200V以上，確保在高壓環(huán)境下安全穩(wěn)定工作。絕緣電阻是衡量接插件電氣性能的重要指標確保接插件在高壓環(huán)境下不發(fā)生漏電或短路現(xiàn)象，其絕緣電阻應(yīng)符合相關(guān)標準，如要求在100MΩ。接插件耐壓性能應(yīng)在1000V以上，確保在新能源汽車高壓系統(tǒng)中安全工作。

（2）機械性能要求。接插件插拔力是衡量其使用方便性的重要指標，為在插拔中既方便操作又不至于過于松動，要求插拔力在規(guī)定范圍內(nèi)，通常不應(yīng)大于100N。接插件機械壽命是指其能夠正常進行插拔操作次數(shù)，在長期使用中能保持穩(wěn)定性與可靠性，一般要求其機械壽命在50次以上插拔。因為新能源汽車在行駛中會產(chǎn)生振動，接插件應(yīng)具有良好抗振動性能，在規(guī)定頻率振幅下，接插件電氣性能和機械性能不應(yīng)受到影響。

（3）溫度適應(yīng)性要求。接插件在較寬溫度范圍內(nèi)正常工作，溫度適應(yīng)性要求在-40~125℃范圍內(nèi)，接插件電氣性能和機械性能不受影響如表1所示。

（4）防腐性能要求。接插件材料選擇關(guān)系到其防腐性能，外殼優(yōu)先選擇具有優(yōu)異耐腐蝕性金屬材料，如鋁或鋅合金，表面可以做噴砂處理。接觸部分選擇紫銅，采用鍍金、鍍銀、鍍鎳等工藝，在滿足防腐的前提下，提高其導(dǎo)電性。接插件應(yīng)具備良好密封性能，防止水分、塵埃等有害物質(zhì)侵入，有效避免腐蝕。設(shè)計時做好密封結(jié)構(gòu)，確保在各種惡劣環(huán)境下保持密封效果?？稍诮硬寮砻嫱扛惨粚臃栏繉釉鰪娖浞栏阅?，確保接插件插合緊密，不易松動可采用特殊密封包裹，確保連接處不受水分和腐蝕性物質(zhì)侵蝕。定期對接插件進行維護檢查，是確保其長期防腐性能的重要措施。

3.2 接插件的類型與特點

3.2.1 接插件的主要類型

（1）LV標準插件。LV標準插件在國內(nèi)市場流通性最大，工藝標準相對完善。適用于多種電氣連接需求具有良好通用性，廣泛用于新能源汽車電池包、電機控制器等關(guān)鍵部件連接。

（2）USCAR標準插件USCAR標準插件是國際標準接插件，具有較高兼容可靠性。其設(shè)計符合汽車行業(yè)嚴格要求，確保在惡劣環(huán)境下穩(wěn)定工作，主要用于國際品牌新能源汽車中，滿足全球市場需求。

（3）日標插件。日標插件根據(jù)日本標準設(shè)計，注重精細化與高性能，這類接插件具有較小體積，電氣性能較優(yōu)異。

3.2.3 接插件的通用特點

由于新能源汽車高壓系統(tǒng)需求，接插件需承受高電壓和高電流沖擊，確保電力傳輸穩(wěn)定性。接插件設(shè)計需要注重絕緣材料選擇設(shè)計，防止漏電和短路現(xiàn)象發(fā)生。在高溫環(huán)境下，接插件保持穩(wěn)定電氣性能不因溫度升高而影響其正常工作。接插件設(shè)計應(yīng)便于安裝拆卸，以便在維修更換時能快速完成操作。

4 結(jié)論

高壓線束設(shè)計和接插件選型成為確保新能源汽車性能與安全的關(guān)鍵因素。本文對新能源汽車高壓線束設(shè)計及接插件選型進行深入探討，為新能源汽車電氣系統(tǒng)提供可靠高效解決方案。

來源：《汽車知識》. 2024，24 (07)轉(zhuǎn)載處于分享傳遞之目的。如有不合適之處，請及時聯(lián)系我們更正或刪除，謝謝。