纯电动车高压连接结构应用

摘 要：电动汽车将动力电池高压直流电能由高压线束、铜排、接触器、连接器、熔断器等装置传输至电机控制器、DCDC 控制器等高压部件，转换为交流电驱动主电机为整车提供动能，文章介绍了纯电动汽车整车高压连接装置及结构、组成等，用于指导整车高压电器件、电缆等系统设计。 

纯电动汽车动力源为高压动力电池，整车电能传输均由动力连接装置、线缆等组成；纯电动车整车包含主驱动电机、制动、转向、电加热、空调等高压系统；对于直流用电设备，高压电能传输回路主要为电缆、连接器、铜排、接触器、电容等组成；对于交流用电设备，高压回路中增加了IGBT 模块，将直流高压电能转换为交流高压电能；本文结合实际应用情况对高压回路组成部件进行介绍，为整车高压系统设计、电缆设计等提供参考与借鉴。

随着新能源汽车的大力发展，以电能驱动的纯电动车迅速占据着越来越多的市场；纯电动车的能量传输与传统燃油车截然不同，根据整车高压连接装置的组成，整车高压回路原理简图如下：

为保证纯电动车高压电能传输、快捷插拔、准确控制，高压电缆、快插连接器、高压接触器等产品得以在电动车行业广泛应用。

3.1 高压电缆

高压电缆主要负责电器件之间的电能传输。

目前车用高压电缆主要执行QC/T1037[2]标准，单芯屏蔽电缆示意图如下：

按电压等级划分，主要有AC600V/DC900V和AC1000V/DC1500V 两种规格，同规格耐压等级越高，电缆外径越大。

按电缆是否屏蔽划分，主要有屏蔽电缆和非屏蔽电缆，屏蔽电缆可提高整车EMC 性能。

按应用规格划分，主要有单芯电缆、多芯电缆，单芯主要用于主回路大电流传输，多芯电缆多用于辅件电流传输。

按电缆材质划分，主要有交联电缆、硅胶电缆等，交联电缆相比硅胶电缆材质较硬，硅胶电缆折弯半径相比较小，可适用于紧凑空间的电缆布置。

根据温度、载流等划分会更加详细。

目前电缆应用主要根据电压等级、载流量、工作温度、连接器型号、布置空间等进行电缆选型设计。高压线束厂目前较多，诸如鑫宏业、宏基环电等。

3.2 高压连接器

主要负责电器件与线缆之间的连接，部分会应用于电缆与电缆之间的连接。

连接器按使用可分为快插类连接器和普通连接器，普通连接器主要以铜端子加螺栓连接为主，成本较低；快插类连接器因其使用方便，插拔检修方便应用较多。

高压连接器防尘防水等级大部分在IP67以上，满足各部位安装需求。

高压连接器材质以金属类、塑料类为主。大部分连接器支持屏蔽层内接，并带有高压互锁功能，可满足高压电缆接地及插入检测功能。目前行业连接器厂家较多，以泰科、安费诺、中航光电、瑞可达、永贵等为主。

3.3 汇流排

汇流排主要用于电池及其管理系统、电机控制器、辅驱控制器内部；电器件内部布置规则、安装固定方便、无严格防护要求，故电器件内部高压电流主要以汇流排为主进行高压电路连接。

按材质区分有铜排、铝排等，因其材质不同，折弯程度、软硬程度均不相同，可根据具体应用场景进行定制设计。

3.4 接触器

接触器主要负责整车高压切断/导通，工作原理与低压继电器类似，通过低压电控制接触器线圈产生磁场，导通接触器两高压触点，从而导通整车高压回路；由于高压接触器通断高压回路，工作时可能出现拉弧、粘连等情况；故高压接触器对触点材质、动作时间、工作介质、工作温升等要求严格；产品种类也多种多样。

目前行业高压接触器厂家有：泰科、西门子、LG、SCII、宏发、国立等。

3.5 熔断器

按布置主要分快断类熔断器、普通高压熔断器；快断式熔断器，也叫手动开关（MSD）主要布置在电池包、电池管理系统箱体外，即起到电路保护作用，也有检修断电功能。

快断式熔断器主要布置在电机控制器等箱体内部，负责高压回路保护功能。

目前行业高压接触器厂家有：正泰、德尔、中熔、ETA。

3.6 传感器

霍尔电流传感器、分流器等用于高压回路中电流测量；分流器以其测量精度高、误差小在新能源汽车行业应用居多。

3.7 电容/二极管/电阻

通过电容电阻等组合，形成整车高压回路中的缓冲回路，用于控制器高压上电缓冲及下电自放电，示意原理如下：

根据新能源行业发展情况，未来以电力驱动的新能源车型将占据大部分汽车市场；随着市场不断对整车高压回路安全性与智能化控制的追求，电路连接的组成也将更加多样化，产品性能也将随之不断提升。