高壓線束總成性能要求

繼電器、導(dǎo)線、接插件、端子等零部件有各自對(duì)應(yīng)的性能要求和試驗(yàn)認(rèn)可，當(dāng)這些零部件組合形成高壓線束總成，仍需要進(jìn)行總成試驗(yàn)。

這是因?yàn)榧词沽悴考阅芎细?、得到試?yàn)認(rèn)可和生產(chǎn)合格證，但在整個(gè)生產(chǎn)鏈中環(huán)節(jié)眾多，在來(lái)料、運(yùn)輸、存儲(chǔ)、總裝環(huán)節(jié)中，仍會(huì)存在很多不確定因素，因此，對(duì)于組裝完成的高壓線束總成，仍需要進(jìn)行測(cè)試，驗(yàn)證其功能特性是否合格，是否滿足最終的裝車需求。

高壓線束總成要求基本可概括為六點(diǎn)內(nèi)容：

1)高壓線束總成零件性能及可靠性應(yīng)滿足整車要求；

2)高壓線束總成零件應(yīng)滿足高壓導(dǎo)線技術(shù)條件；

3)高壓線束總成零件滿足高壓大電流的使用性要求；

4)高壓線束總成零件的電磁兼容性EMC應(yīng)滿足電動(dòng)車輛電磁場(chǎng)輻射強(qiáng)度的限制(例如GB/T18387)；

5)高壓線束零件總成的機(jī)械沖擊及抗震動(dòng)性要求應(yīng)滿足相關(guān)要求(例如GB743-2006)；

6)高壓線束零件總成應(yīng)滿足防水、耐磨、阻燃和基礎(chǔ)可靠等安全可靠性要求。

基于上述章節(jié)中對(duì)零部件性能特點(diǎn)的描述，可匯總為高壓線束總成的性能特性。

高壓線束總成性能要求

1

高電壓

由于電動(dòng)汽車普遍工作在B級(jí)電壓范圍內(nèi)，根據(jù)電動(dòng)汽車的B級(jí)電壓規(guī)定，整車高壓的額定電壓為直流1000V和交流660V。高壓線束的額定電壓須略高于整車額定電壓，一般規(guī)定高壓線束的額定電壓為交流750V。

2

大電流

電動(dòng)車的高壓線束作為主要的能源傳輸通道，需要承受較大電流，直流母線額定工作電流需能夠達(dá)到200A以上。

3

密封性

鑒于高壓線束高電壓大電流的特性，除了對(duì)零部件有密封要求外，對(duì)線束總成的密封性也有更高的要求，如果密封不好，導(dǎo)致潮濕或浸水，會(huì)造成導(dǎo)線和連接部位的快速老化或損壞。如果在連接器部位的密封性能差，還能夠?qū)е陆^緣電阻降低，整車報(bào)絕緣故障，因此，要求對(duì)量產(chǎn)的所有零件進(jìn)行防塵試驗(yàn)和氣密試驗(yàn)。

4

耐熱性

由于高線線束需要長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)大電流，功率很大，基于焦耳效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生很大的熱量，因此高壓線束總成的耐溫等級(jí)一般都應(yīng)達(dá)到125℃~150℃。

根據(jù)整車區(qū)域不同，整車溫度可分為3檔

整車環(huán)境溫度檔位分布

由于電動(dòng)車沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣管等易產(chǎn)生高溫的零件，所以電動(dòng)汽車的整體溫度略低于傳統(tǒng)燃油車，高低壓線束的工作溫度一般不超過(guò)125℃。

若車輛非純電汽車，而是混動(dòng)車型，則需要考慮發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣管等高溫零件，高壓線束在其周圍布置時(shí)，若環(huán)境溫度超過(guò)了導(dǎo)線允許的工作溫度，可以采取增加高壓線束線徑和直接選用高溫導(dǎo)線的方法，使線束滿足環(huán)境溫度的要求。

5

EMC性能

高壓線束總成通過(guò)屏蔽高壓導(dǎo)線和連接器屏蔽設(shè)計(jì)，來(lái)應(yīng)對(duì)可能的電磁干擾。但需要注意的是，即使零部件層面滿足EMC要求，也不代表整車的EMC性能合格。這是因?yàn)橹T多電器件的集合和匹配，仍會(huì)對(duì)整車電磁兼容性產(chǎn)生影響。

在車輛實(shí)際開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中，即使高壓線束總成本身EMC合格，當(dāng)整車電池兼容性出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，包括高壓線束總成在內(nèi)的零部件都需要調(diào)整。

6

耐久性

高壓線束要求的使用壽命和電動(dòng)車上的其他零件相比略高，這是因?yàn)楦邏壕€束經(jīng)常被布置在較為嚴(yán)苛的環(huán)境區(qū)域內(nèi)，比其他零部件更容易受到外部環(huán)境的侵蝕(碰撞、摩擦、溶劑、振動(dòng)等)而導(dǎo)致故障(短路或斷路等)，因此高壓線束的耐久性也是其重要的物理特性之一。

在零部件廠商處，通常通過(guò)高溫/低溫/高低溫交變?cè)囼?yàn)來(lái)測(cè)試零部件的使用壽命；在線束總成供應(yīng)商處，通常通過(guò)高溫/低溫/溫濕度循環(huán)耐久等試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證總成零件的使用壽命；在整車廠，則通過(guò)試驗(yàn)車的道路耐久試驗(yàn)，來(lái)實(shí)際檢驗(yàn)和確認(rèn)高壓線束總成零件的耐久性能。

7

安全性

基于高壓線束的電壓定義：60VDC＜U＜1500VDC；30VAC＜U＜1000VAC。

根據(jù)高壓系統(tǒng)部件的載流量計(jì)算電流最高可達(dá)250A，一般情況下，人體安全地阿電壓為36V，允許通過(guò)的電流為36mA，這大大高于人體所能接受的安全電壓和安全電流，因此高壓線束總成的安全性十分重要。

高壓線束的安全性設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在于絕緣、耐壓保護(hù)、過(guò)載、連接器IP等級(jí)、等電位均衡線、高壓線束走線布置等方面，需要注意的是，這些安全性設(shè)計(jì)針對(duì)的是零部件設(shè)計(jì)層面和總成零件設(shè)計(jì)層面，兩者需相互結(jié)合方能實(shí)現(xiàn)。

高壓線束總成零件的檢驗(yàn)可分為試驗(yàn)認(rèn)可和常規(guī)檢驗(yàn)。認(rèn)可試驗(yàn)中的部分試驗(yàn)項(xiàng)目會(huì)對(duì)高壓線束總成零件造成破壞，所以認(rèn)可試驗(yàn)僅針對(duì)部分試件，不針對(duì)量產(chǎn)零件。常規(guī)檢驗(yàn)則是針對(duì)量產(chǎn)零件，換句話說(shuō)，即所有量產(chǎn)零件都需要進(jìn)行的檢驗(yàn)內(nèi)容。

認(rèn)可試驗(yàn)細(xì)分為線束總成供應(yīng)商自檢測(cè)試及主機(jī)廠整車測(cè)試兩類，一般劃分如下表所示：

高壓線束總成試驗(yàn)清單

目前，國(guó)際上關(guān)于汽車線纜標(biāo)準(zhǔn)主要有三個(gè)體系，分別為以美國(guó)為代表的(北)美系，以日本為代表的日(韓)系，以德國(guó)為代表的歐系。

隨著汽車產(chǎn)業(yè)，尤其是電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的交融和共用平臺(tái)的興起，汽車線束標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際化趨勢(shì)越發(fā)明顯。

國(guó)內(nèi)外高壓線束技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)匯總

(北)美系標(biāo)準(zhǔn)主要為如下三個(gè)，其主要內(nèi)容和要求與原有美國(guó)傳統(tǒng)SAE標(biāo)準(zhǔn)相協(xié)調(diào)，應(yīng)用范圍有限。

日(韓)高壓線束的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)主要有JASO D624：2015/汽車零件——高壓電線，在該標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)高壓線束的結(jié)構(gòu)尺寸和性能要求與傳統(tǒng)日標(biāo)相協(xié)調(diào)，應(yīng)用于日系車范圍內(nèi)。

QC/T 1037道路車輛用高壓電纜標(biāo)準(zhǔn)是我國(guó)首部專門(mén)的新能源電動(dòng)汽車用高壓電纜標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布實(shí)施有利于促進(jìn)新能源車輛的發(fā)展和質(zhì)量保證。

QC/T 1037標(biāo)準(zhǔn)和ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)草案和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)相協(xié)一致，其中關(guān)于1000V級(jí)的電纜要求和規(guī)定在國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)中屬首次正式發(fā)布。

其他涉及高壓線束的GB國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)包括但不僅限于如下列表中顯示的：

如下是車用線纜的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO

各大主機(jī)廠的標(biāo)準(zhǔn)均以ISO標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，加上各自的特殊要求和試驗(yàn)。

LV216標(biāo)準(zhǔn)普遍適用于歐洲車型。

如下是主要汽車公司高壓線纜的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，供有需要的讀者參考。

高壓線束作為電動(dòng)汽車上動(dòng)力輸出的主要載體，是整車性能和安全的關(guān)鍵零部件之一。

高壓線束的研發(fā)和設(shè)計(jì)不僅要從整車角度考慮，還要從原材料、連接器、組件供應(yīng)商扥各個(gè)環(huán)節(jié)的角度出發(fā)，因此需要各相關(guān)方努力制定即符合當(dāng)前實(shí)際使用環(huán)境，又具有行業(yè)前瞻性的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。