| 1 高壓線束布置的一般原則
電動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完成走向布置，這個大原則即滿足了總布置和高壓電氣設(shè)計需求，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。
1.1 分層布置
高壓線束與低壓線束分為上下層級關(guān)系。
為了避免高壓線束傳輸強電電流時產(chǎn)生電磁干擾，導(dǎo)致低壓線束對控制單元供電及信號傳輸受到電磁干擾的風(fēng)險，一般采用高壓線束與低壓線束分層設(shè)計；
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)。
考慮不同車型電流大小不一樣，商用車高低壓平行走線距離間隔須大于400mm，乘用車高低壓平行走線距離間隔須大于200mm；若實際情況不滿足此距離，可考慮相互垂直走線。
經(jīng)實車驗證，該方案有效避免了強電工作時產(chǎn)生的干擾。分層布線可以有效對高壓線工作時產(chǎn)生的EMC干擾起到防護(hù)作用。
1.2 并列布置
走向相同但采用依附車身機構(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)高壓線束工作時對控制器的EMC干擾。
并列式布線方案適用于混合動力車型，將高壓線束連接單元布線區(qū)域和發(fā)動機電噴線束布置區(qū)域并列。進(jìn)而有效避免高壓線束傳輸供電時產(chǎn)生的電磁干擾。
2 高壓線束布置要點——安全相關(guān)
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。高壓線束的布置除了要滿足目測隱蔽、安全碰撞法規(guī)、人機工程及維修方便性外，還需要制定針對高壓電的有效防護(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。
2.1安全布置原則
高壓線束安全布置的第一原則——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)計需要，確實需要在上述區(qū)域內(nèi)布置高壓線束，則應(yīng)結(jié)合碰撞安全、高壓安全、零件使用安全等方面的考量，通過車身鈑金過孔，使高壓線束在車輛底盤下布置，且必須有覆蓋物遮蓋，避免人員誤觸。
2.2 避讓擠壓和振動幅度過大的區(qū)域。
高壓線束在布置時，還需要注意避讓擠壓和振動幅度過大的區(qū)域。
2.2.1 避讓擠壓區(qū)域
對于諸如翼子板區(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。
由于車輛工作工況復(fù)雜，極端情況下會出現(xiàn)車身碰撞受壓變形的情況。
作為承載新能源車型動力源傳輸功能的高壓線束，在布置時，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)。
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發(fā)生較大變形的區(qū)域。
當(dāng)電動汽車發(fā)生碰撞時，需要考慮高壓電氣連接處在車身吸能形變時的位移路徑，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，對駕乘人員造成電擊傷害。
要求在沒有碰撞偵測的碰撞中，等電勢功能必須保持生效。
2.2.2 避讓振動區(qū)域
高壓線束在布置和固定時，應(yīng)避開劇烈振動區(qū)域。高壓線束應(yīng)與其連接的高壓設(shè)備連接無相對振動。
如無法避讓振動區(qū)域，則應(yīng)根據(jù)線束布置部位的振動幅度、運動件的最大運動包絡(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。
行駛車輛在長期顛簸狀態(tài)下，容易引起高壓線束固定點位置錯動、脫落，進(jìn)而導(dǎo)致兩固定點間的距離瞬間增大，拉扯線束致使內(nèi)部節(jié)點拉脫或虛接，因此高壓導(dǎo)線長度控制要合理，長度既要留有富余，以抵消運動拖曳帶來的應(yīng)力，又要避免過長導(dǎo)致線束扭曲。
若高壓線束確實需要在振動區(qū)域固定，布置建議如下：
1) 第一個固定點距離導(dǎo)線出口處最大100mm;
2) 第一個固定點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) 固定點對高壓導(dǎo)線施加的壓力不可對導(dǎo)線的絕緣電阻產(chǎn)生影響。
2.3 與油管/制動管等管理間隙要求
在布置高壓線束時，應(yīng)避免高壓線束與燃油管道和剎車油管交錯布置，即使在平行布置時，高壓線束和油管之間的距離也應(yīng)大于100mm。
2.4?高壓線束彎曲半徑
不論是避讓擠壓，還是避免振動幅度過大區(qū)域，高壓線束在布置時，需要注意其彎曲半徑。這是因為高壓線束的彎曲半徑對于高壓線束的電阻影響很大，若高壓線束被過分彎曲，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。
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)。
3 高壓線束布置要點——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，對于高壓導(dǎo)線以及和其對配的接插件連接處需要360°的屏蔽圍繞保護(hù)。
對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26毫歐（對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11毫歐）
屏蔽層的電阻值要求限定了高壓線束布線時的導(dǎo)線長度。
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)計時，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線)，盡可能單獨布置。
(2) 當(dāng)高低壓線束平行布置(同向走線)的長度大于200mm時，高低壓線束之間的間距建議至少為100mm，防止高壓線束產(chǎn)生的磁場對易干擾部件造成影響。
(3) 高壓線束導(dǎo)通高壓電時，會在周圍形成強磁場，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，降低磁場的對外輻射量。
高壓導(dǎo)線產(chǎn)生的強磁場 示意圖
(4) 屬于同一整體的配套的高壓線束（比如電機的三相線束）必須共同對稱地布置在一起。
(5)屬于同一整體的配套的每兩根高壓線束間距建議不得超過20mm，單根導(dǎo)線長度差建議不得超過35mm。
4.?高壓線束布置要點-密封防水
為了提高高壓線束的機械防護(hù)和防塵防水性能，在接插的連接器間以及連接器連接電纜的位置均采用密封圈等防護(hù)措施，防止水汽和灰塵進(jìn)入，從而確保連接器的密封環(huán)境，避免接觸件之間短路的風(fēng)險，以及防止?jié)駳膺M(jìn)入，避免產(chǎn)生火花等安全問題。
對于布置在發(fā)動機艙及底盤部分的高壓線束應(yīng)特別注意線束的保護(hù)方式。
布置在底盤部分的高壓線束應(yīng)充分考慮車輛涉水、刮底盤等情況， 在布置設(shè)計高壓線束的時候充分考慮防水、防泥沙飛濺、防刮傷等因素，可以采用塑料線槽、金屬彎管設(shè)計來保護(hù)高壓線束。線槽考慮可裝配性，分槽蓋導(dǎo)槽將高壓線束扣合后固定在車底板上，金屬彎管工藝較復(fù)雜，便于安裝。
目前大多數(shù)高壓線束采用包覆物對高壓線束進(jìn)行保護(hù)，包覆物的作用主要有防磨、降噪、隔輻射熱源、美觀等，一般選用橙色耐高溫阻燃波紋管或者橙色耐高溫阻燃布基袖套完全包覆。
對于安裝在車輛底部、輪艙濺水區(qū)的高壓線束，需要特別注意水和道路磨料對導(dǎo)線/連接器的損傷。其中安裝在車輛涉水線下方的高壓導(dǎo)線，應(yīng)全部采用密封/防水措施。
密封防水主要從線束零件選型和線束布置兩方面共同作用。
4.1 密封措施
高壓導(dǎo)線與高壓連接器匹配，采用導(dǎo)線密封件、熱縮管、橡膠件等多種方式進(jìn)行密封，以達(dá)到IP67等級的防水防塵要求。
各類密封措施 示例
4.2 防水布置
4.2.1 設(shè)置滴水點
高壓導(dǎo)線從連接器接口處出來后，在允許出現(xiàn)高于連接器中心水平面進(jìn)行布置之前，必須設(shè)置滴水點，先保證有一段高壓線處于連接器中心水平面之下，以保證雨水不會沿著高壓線束倒流進(jìn)高壓零部件內(nèi)部，如下圖所示。
圖 303 ?防水布置示例
4.2.2 設(shè)置正確的連接器方向
高壓連接器的布置位置和方向也同樣需要注意，為了避免高壓連接器尾部凹陷結(jié)構(gòu)積水，連接器應(yīng)避免尾部向上、垂直布置，盡量選擇尾部朝下或水平布置。
4.3 耐熱要求
高壓線束的布置還需要注意耐熱要求。
高壓線束應(yīng)遠(yuǎn)離熱源，與熱源(如發(fā)動機排氣管等高熱部件)的距離至少大于200mm。
如因客觀原因無法滿足該距離要求，那么需要采用諸如阻燃隔熱棉或者可以反射熱能的罩蓋對線束進(jìn)行包扎或覆蓋，以抵抗輻射熱源。
5.?高壓線束布置要點-線束固定與防護(hù)
高壓線束的固定方式多種多樣，可依據(jù)整車不同區(qū)域的情況，合理選用不同固定用零件，在布置時，一般遵循以下規(guī)則：
5.1 絕緣性能
不論何種固定/防護(hù)用零件（避免使用鐵件），都應(yīng)具有絕緣性能，并得到充分保護(hù)，防止其腐蝕生銹，從而影響其固定可靠度。
5.2? 固定件布置距離
為減小高壓線束擺動對連接器或壓接端子產(chǎn)生影響，高壓線束在布置時，需在連接器尾部出線不大于120mm處進(jìn)行首次固定。
高壓線束若無法鋪設(shè)在導(dǎo)線槽中，則需要每間隔150mm至250mm進(jìn)行固定。
當(dāng)高壓線束沿直線鋪設(shè)時，兩個相鄰固定點間隙應(yīng)滿足如下要求：
(1) 高壓線束截面積＞16mm2，相鄰固定點間隙≤300mm;
(2) 高壓線束截面積≤16mm2，相鄰固定點間隙≤200mm。
當(dāng)高壓線束受環(huán)境影響，需要安裝在活動件(諸如皮帶、風(fēng)扇、傳動軸等)附近，且必須以彎曲的狀態(tài)進(jìn)行固定時，則需要合理分布載荷，一般建議增加可以長期承受較大作用力的輔助固定件用于固定，相鄰的兩個固定件間距≤300mm，且在過彎的兩個端點固定，固定點與連接器間距應(yīng)≤150mm，才能夠在承受線束的重量和振動載荷的前提下，即不造成線束磨損，也不對附近的活動部件造成干擾。
高壓線束不得對活動件造成干擾，兩者之間距離不得小于50mm。
5.3 高壓線束固定方案
高壓線束通常沿車身鈑金布置和固定， 車輛在運行過程中，無法避免會產(chǎn)生振動，因此所有高壓線束都需要做好固定。各類固定件使高壓線束與車體之間的相對運動盡可能小，并同時對高壓線束起到固定、保護(hù)和導(dǎo)向的作用。
高壓線束由于強度大，根據(jù)線束的長短不同需要進(jìn)行不同的處理，一般要求用光滑無毛刺的支架、線槽、線夾、扎帶等進(jìn)行固定；用扎帶固定時，應(yīng)充分考慮固定方式，以便于選擇合適的扎帶進(jìn)行固定，避免固定失效風(fēng)險。有線束卡扣扎帶的選型設(shè)計，規(guī)范等要求，請在線束工程師之家網(wǎng)搜索“扎帶”關(guān)鍵詞找。
目前，高壓線束常見的緊固方式包括如下幾個方案：
(1) 圓孔方式固定，通常使用一體式固定扎帶附楔形固定頭、一體式固定扎帶附杉樹形固定頭。
(2) 焊接螺柱固定，通常使用一體式焊接螺柱固定扎帶、帶焊接螺柱固定件隔離式雙夾頭扎帶。
(3) 管道式固定，使用扎帶和管夾類卡扣組件套箍高壓線束外側(cè)進(jìn)行固定。
(4)板材邊緣固定，針對邊緣不超過3mm的金屬板材，使用邊緣卡扣進(jìn)行固定。
(5) 導(dǎo)線支架固定，對于線徑≥35mm2的高壓導(dǎo)線，一般使用導(dǎo)線支架間高壓導(dǎo)線上抬，使其與車身突出部分拉開距離，防止高壓導(dǎo)線磨損。
(6) 連接器固定，指的是安裝在高壓連接器上的固定件，該固定件一般有額外的固定頭可插入車身鈑金孔，將連接器固定在車身或高壓設(shè)備上。
5.3?高壓線束防護(hù)方案
高壓線束安裝布置區(qū)域附近存在金屬部件，會有毛刺、凸緣等結(jié)構(gòu)，需要使用防護(hù)零件進(jìn)行保護(hù)，減少高壓線束磨損的可能。
線束在車內(nèi)外走線時環(huán)境較為復(fù)雜，需要根據(jù)其在車輛上的布置位置以及使用工況，在其外表面用橙色波紋管、編織物管、膠帶或是其他外敷物進(jìn)行包裹，以增加其耐磨性、隔熱性以及美觀性，使高壓線束能在不同環(huán)境下正常使用。
常用的線束外敷物包括波紋管、護(hù)套、護(hù)套及膠帶等，起到防磨、隔熱、減震和警示等作用。
5.3.1 波紋管/袖套/套管防護(hù)
純電動汽車動力電池布置在車輛后方下底板中，電池前端引出的高壓線束從車輛底板下面經(jīng)過，離地面較近，需在線纜外部增加波紋管防護(hù)，以防止在行車過程中高壓線束遭受到路面飛濺的石擊等。
沒有特殊要求，高壓線束可采用波紋管進(jìn)行包覆。
閉口式波紋管的特點具有耐磨、阻燃、耐熱等特點，波紋管的耐溫范圍在-40℃~150℃，短時間還能達(dá)到200℃。
5.3.2?護(hù)板/導(dǎo)線槽防護(hù)
部分位置因為空間的需求，線束無法應(yīng)用波紋管進(jìn)行防護(hù)，可以考慮在高壓線束外增加塑料線槽的方案來對線束進(jìn)行防護(hù)。
護(hù)板/導(dǎo)線槽通常被使用在環(huán)境較為惡劣嚴(yán)苛的區(qū)域。例如，布置在車輛底盤下防的高壓線束，考慮其可能遭受的浸水、車輛剮蹭及泥沙飛濺，需要使用護(hù)板/導(dǎo)向槽進(jìn)行防護(hù)。
護(hù)板和導(dǎo)線槽除了能起到固定和保護(hù)線束的作用，還能起到導(dǎo)向的作用。當(dāng)遇到折彎空間有限，需要高壓線束按照特定走線進(jìn)行布置的情況時，即可使用護(hù)板/導(dǎo)線槽對線束進(jìn)行固定和導(dǎo)向。
對于需要在某些特殊區(qū)域布置的高壓線束，還可以采用線束護(hù)管進(jìn)行遮擋與防護(hù)。一般護(hù)管/護(hù)板都具有化學(xué)性能穩(wěn)定，不老化，耐腐蝕力強等特點。
護(hù)板和導(dǎo)線槽多用金屬或塑料制成，具有高抗沖、高耐熱，低溫時具備高沖擊強度，耐燃性。
對于安裝在車輛底盤下的護(hù)板，還需額外通過耐石子沖擊測試。
目前有部分高壓線束供應(yīng)商將護(hù)板/導(dǎo)向槽和高壓線束做成一體式，減少主機廠總裝車間的裝配工序，提高裝車效率。
5.3.4 套管防護(hù)
對于易損傷易受沖擊的部位可以采用套管，可以有效起到防止線束磨損的作用，其特點是耐高溫、防沖擊、防切割、輕巧以及易于安裝，與波紋管相比，其耐磨性更高，外徑更小，當(dāng)成本會有所提高。
套管的選型顏色與波紋管相同，應(yīng)為橙色。
套管有開口自卷和閉口之分，開口自卷型安裝較方便。當(dāng)使用開口自卷護(hù)套時，卷邊的重合率需到達(dá)30%。
5.3.5 耐磨膠帶防護(hù)
相比于波紋管和套管，膠帶用處更為廣泛和方便，常用于保護(hù)、捆扎、阻燃、標(biāo)記等作用。使用膠帶包括的高壓導(dǎo)線，增加的線束外徑尺寸最小，幾乎不對外觀尺寸造成影響。
5.3.6 橡膠件防護(hù)
高壓線束要避免從尖銳物、金屬架邊緣、焊接縫、車身上的固定孔處走線，避免因裝配操作、振動摩擦使得高壓線束外敷物磨破，導(dǎo)致線束損傷而造成安全事故。
如無法避免鋒利邊緣或需要穿孔時，應(yīng)在過孔等鋒利邊緣添加相應(yīng)的防護(hù)裝置(例如橡膠件、橡膠圈等)，或在導(dǎo)線表面增加保護(hù)結(jié)構(gòu)，防止高壓線束在安裝時遭到損壞。
高壓橡膠件考慮強度問題，采用橡膠與塑料結(jié)合件，對鈑金固定匹配、抗拉伸強度都有保證。
高壓線束一般較粗，彎曲應(yīng)力相對很大，高壓連接器體積較大，在橡膠件設(shè)計上體積會大很多，同時固定強度要求也會很高，結(jié)構(gòu)方面相對比較復(fù)雜，材料選擇方面要求會更高。
根據(jù)結(jié)構(gòu)、固定方式及安裝位置的不同，汽車線束上使用的橡膠件類型也不同。有線束橡膠件的選型設(shè)計，橡膠件的規(guī)范，實驗等要求可以在線束工程師之家網(wǎng)搜索“橡膠件”關(guān)鍵詞找到。
根據(jù)橡膠件結(jié)構(gòu)的不同可分為有骨架和無骨架兩種類型；根據(jù)橡膠件固定方式的不同可分為單孔固定和雙孔固定兩種類型。
不同外形和密封構(gòu)造的橡膠件 示意
6.?高壓線束布置要點——安裝便利性
在進(jìn)行高壓線束布置時，還需要同時考慮整車裝配過程中，以及售后返修過程的便利和可操作性。
因此高壓線束尤其是高壓連接器的布置方案，要在諸多限制條件下找到合適的平衡的點。
一般所有連接器位置預(yù)留不小于200mm的空間，在安裝時需要足夠的手部操作空間，以便于連接和斷開操作。連接器和部件之間的連接應(yīng)該適當(dāng)消除機械應(yīng)力。
這項工作可在前期設(shè)計時，通過3D軟件模擬仿真，以確認(rèn)為每個連接器預(yù)留的空間是否具有實際操作性。
總體而言，在電動汽車上布置高壓線束，應(yīng)當(dāng)遵循易于裝配、易于維護(hù)和安全穩(wěn)定的原則，結(jié)合電動汽車自身特點，合理規(guī)劃高壓線束布置，不斷提高其合理性和可靠性。
金田銅業(yè)專注于銅加工領(lǐng)域30余年，生產(chǎn)銅棒、銅帶、銅板、銅管、管件、銅線、電磁線、銅排、稀土釹鐵硼等產(chǎn)品，在廣東、江蘇、重慶、越南、包頭等地設(shè)立生產(chǎn)基地。
