浅析新能源汽车高压线束布置

高压线束在新能源汽车中承担着电能传输与分配的关键任务。相较于传统燃油汽车，新能源汽车高压线束电压等级更高，需要满足大功率电器需求，并具备更高的电磁兼容性、安全性和可靠性。高压线束作为新能源汽车的关键组成部分，其三维布置直接影响车辆的性能、安全性和可靠性。合理的三维布置能够确保线束的稳定性、易于装配和维修，同时提高车辆的整体效率。本文主要介绍新能源汽车高压线束三维布置。

新能源汽车高压部件有动力电池、驱动电机、高压配电箱、车载充电器、直流变换器、电动压缩机、正温度系数（positive temperature coefficient，PTC）加热器、高压线束等，这些部件组成了新能源汽车整车高压系统。

新能源汽车电压一般在200 ～ 750 V，不合理的线束布置可能导致漏电、引起火灾，从而危及驾乘人员安全。因此高压线束和高压部件的布置不仅需要满足安全碰撞法规、人机工程及维修方便性的传统汽车要求，还需要制定专门针对高电压的有效防护措施。

2.1 位置要求

高压线束布置位置有如下要求。

（1）应尽量避免在驾乘舱内布置高压线束。当高压线束因设计需求要连接前舱和行李箱时，可以将其通过车身钣金过孔，从车辆底盘下走线，该方式有利于高压线束的电磁兼容（electro-magnetic compatibility, EMC）设计。

（2）高压线束之间应避免交叉、绕圈。正负极高压线束需要按照同一路径走线，尽量避免交叉或尽量缩短交叉的长度。

（3）相关联的高压线束（如电机三相线或主电源电池包线）必须统一对称布置。

（4）应尽量避开车身碰撞后变形较大区域，如前后防撞梁、侧围钣金和车门内等，防止高压线束绝缘层在车辆出现意外碰撞后被破坏导致车身带有高压形成电击伤害。

2.2 固定要求

高压线束安装时不允许有任何悬挂而无固定现象存在，一般折弯处前后两端均应有固定点，避免实际走向与设计走向出现较大偏差。相邻两个固定点间隙应满足的要求：①若高压线束横截面面积＞ 16 mm²，则两个固定点间隙≤ 300 mm；②若高压线束横截面面积≤ 16 mm²，两个固定点间隙≤ 200 mm。

2.3 尺寸要求

高压线束布置尺寸要求：①高压线束同静止部件的间隙≥ 10 mm；②高压线束同运动部件的间隙≥ 25 mm；③线束拐弯半径≥ 5D（D 为高压线束的直径）；④相关联的正负极线束之间的距离需要≥ 20 mm（按屏蔽层外缘距离测量）；⑤相关联的线束长度差≤ 35 mm；⑥高压接插件出线端到第一个固定点的距离≤ 100 mm，相邻两个固定点之间的距离一般为150 ～ 200 mm；⑦高压线束和热源的距离＞ 200 mm。

如不能满足这些尺寸要求，应采用阻燃隔热棉对高压线束进行包扎，或在高压线束附近增加隔热板。

2.4 EMC 要求

2.4.1 EMC 一般要求

EMC 一般要求主要包括以下几方面。

（1）干扰源的连接线束远离易受干扰部件（两者距离＞ 10 cm），尽可能单独布置。

（2）当干扰源的连接线束无法远离易受干扰部件的连接线束时，尽可能将两者（几何形状）垂直交叉布置。

（3）不要远离车身悬空布置高压线束，高压线束与车身金属结构的距离＜ 10 cm，原则上越近越好。

（4）应尽可能地将高压线束布置在金属车身的夹角、凹槽内，或者紧贴车身金属结构布置。

（5）彼此之间互不干扰的设备可以放在一起布置。

（6）抗干扰能力强、对外产生的电磁干扰非常小的非敏感部件可以布置在易受干扰部件和干扰源之间，构成去耦合屏障，减少干扰源和易受干扰部件之间的串扰。非敏感部件应由电磁兼容工程师进行评估和确认。

（7）为了降低电磁辐射耦合造成的影响，应尽可能减小干扰源和易受干扰部件的电流回路面积和线束长度，这也是进行整车高压线束设计时降低电磁辐射耦合的基本原则。

（8）高压线束的长度以刚好连接到接插件为宜，不能过长，并且不能盘绕成圈。

2.4.2 大电流线束EMC 要求

大电流线束属于干扰源，一般遵循如下EMC 要求。

（1）大电流线束周围会形成强磁场（图2），一般不以车身作为大电流部件电流回路的一部分。若必须采用车身作为电流回路的一部分，则电源正极线束应靠近车身布置，减小电流回路面积。

（2）大电流回路中负载和电源之间的距离应尽可能短，同时电源正极线束和负极线束应平行走线，避免二者走在不同的线束支路中，从而减小大电流回路面积，降低大电流线束对外辐射量。

（3）大电流线束应单独布置，避免与敏感部件线束在同一捆线束中；若无法单独布置，须尽量缩短彼此共线长度，同时敏感部件线束使用屏蔽线或双绞线，或者大电流线束单独捆扎后再与其他线束捆扎在一起，抑或大电流线束使用屏蔽线来降低耦合风险。

（4）大电流回路不布置在射频相关部件（如天线、无线传感器、收音机、放大器等）附近。若大电流回路不得不靠近射频相关部件布置，那么其电源正极线束和负极线束应平行布置或采用双绞线。

2.5 其他要求

除上述要求外，高压线束布置还有如下要求。

（1）应避免过锋利边缘；如无法避免，则应在锋利边缘上添加相应的防护装置。

（2）应充分考虑车辆刮碰及泥沙飞溅等因素对高压线束的影响。

新能源汽车线束布置主要是针对新能源汽车的高压线束和低压线束各功能进行合理布置，以实现线束工作的稳定性和可靠性。

高压线束三维布置原则共同构成了高压线束三维布置的核心要素，可以确保新能源汽车线束系统的高效、安全和可靠运行。

3.1 就近原则

根据整车布置及高压电气设计需求，高压线束布置应基于就近原则，即在布置高压线束时应尽可能缩短高压线束的路径，这样既避免了因路径过长产生压降，也符合降本减重的设计理念。

3.2 易于装配原则

高压线束的整体设计和固定方式坚持易于装配原则，其中有3 种关键类型的固定：①接插件的固定要预留长度，确保安装空间足够，便于操作；②高压线束及其组件的固定要留出紧固工具的安全空间，该安全空间间隙≥ 50 mm；③高压线束卡扣的固定要选择合适位置，数量尽可能少。

3.3 美观布置原则

高压线束要按照横平竖直的方式布置，尽量避免斜向布置、交叉布置，且与周边线束、水管、气管、油管等的走向尽量统一，保持整体美观。高压线束通常可选择分层布置或并列布置方式。

（1）分层布置是将高压线束与低压线束分层布置的方式。采用这种布置方式可以避免高压线束传输强电流时产生电磁干扰，从而避免低压线束对控制单元的供电及信号传输受到电磁干扰，分层距离在 200 ～ 300 mm。

（2）并列布置是使高压线束和低压线束走向相同且依附车身结构布置的方式。并列布置适用于混合动力车型，采用这种布置方式可以保证高、低压线束不交叉，有效避免高压线束工作时产生的电磁干扰。

3.4 可维修性好原则

可维修性好原则是指在高压线束的布置过程中要充分考虑后期维修管理的便利性，保证高压线束一旦出现故障，能够在最短的时间内修好，同时有效地避免维修对其他部件造成影响。具体实施时要注意：①接头应布置在触手可及的地方，单手插拔的连接器另一端要固定；②同一零件上的连接器要避免错插，高压线束末端要预留长度，例如靠近连接器尾部的高压线束不得弯曲受力，不得旋转，且高压线束长度≤ 120 mm 时需要固定；③保险丝盒的线束应有足够余量，以便在维修时有足够的操作空间。

3.5 安全可靠原则

保障新能源汽车电气系统运行的安全性和稳定性，确保电气设备的正常使用，是新能源汽车高压线束布置的最终目的，因此主要考虑以下几点：

（1）固定位置的选择。一般将高压线束固定在不易触碰的区域，如沿边、沿槽等，避免外力对高压线束造成伤害。

（2）避免受损。对需要过孔的高压线束进行特殊防护，如加防护套或包裹胶带等，避免受损。在车辆发生碰撞时，需要确保高压线束不会受到挤压，避免高压线束破裂造成短路或断路。

（3）预留设计余量。对于主干分支，高压线束弯曲半径要足够大，避免影响装配。高压线束装配时不能拉得太紧，避免车辆行驶在颠簸状态下时固定点位置错动。

（4）避开振动区域。高压线束在布置和固定时应避开剧烈振动区域，如空气压缩机、水泵等振动源。当因结构、布置等因素无法避开时，则应根据高压线束布置位置的振动幅度、运动件的最大运动包络等参数留出足够余量的高压线束，避免其承受拉力或者张力。

（5）避开高温区域。应避开整车的高温部件，如空气压缩机、制动气管、转向油泵、油管等，避免高温导致的线束熔化或加速老化造成芯线外露和车架短接等问题。

（6）设置合理的弯曲半径。弯曲布置高压线束时需要对弯曲部分进行特殊固定并且设置合理的弯曲半径，不能出现折损。过分弯曲部分的高压线束电阻会变大，导致压降增大；同时过分弯曲时间长还会造成高压线束绝缘皮老化和开裂。一般高压线束的最小内弯曲半径应不小于外弯曲直径的5 倍。高压连接器尾部需要保持直式出线，靠近连接器尾部的高压线束不能弯曲受力、旋转。

此外，在高压线束系统中，应配置过流保护设备，如保险丝或断路器，防止电流超限导致高压线束受损。还需要确保高压线束与低压线束、控制线束等实现有效隔离，降低电磁干扰及其带来的潜在安全风险。设计接地系统时，应确保其合理性，使高压线束能够可靠接地，从而降低电磁干扰和静电积累。

3.6 降本优化原则

除性能、安全性和可靠性外，成本也是新能源汽车制造商必须考虑的重要因素。在新能源汽车高压线束设计阶段应充分利用平台化设计、高压线束布置优化等方法优化高压线束设计。具体地，在高压线束布置优化方面可以通过优化电器件的布置提高布置统一性, 缩短和简化高压线束路径；减少固定物料种类，减少和简化护板的使用；避开热源，减少隔热材料的使用。这些方法可以在保证新能源汽车性能、安全性和可靠性的前提下实现降本优化，有助于提升市场竞争力，为企业可持续发展提供有力支持。

新能源汽车高压线束的布置是保证新能源汽车性能、安全性和可靠性的关键因素，且其影响力越来越强，因此需要结合实际情况科学合理地布置高压线束，从而为新能源汽车的安全稳定运行提供强力支持。本文对新能源汽车高压线束布置进行了深入探讨, 总结了高压线束布置中的基本布置原则以及注意事项，为新能源汽车高压电气系统设计提供可靠的解决方案。