電動汽車中的高壓線束

連接器是各種電子設備重要的組成部分，我們之前關(guān)注的都是連接器本身，其實和連接器息息相關(guān)的是它連接的線纜，連接器和線纜組成的連接線束一起貫穿于電子設備中起到傳輸與連接的作用。

汽車線束整體可分為低壓線束和高壓線束兩種，傳統(tǒng)燃油汽車主要采用低壓線束。隨著電動汽車發(fā)展的推動，汽車行業(yè)正在加速數(shù)據(jù)連接、電氣化方面的創(chuàng)新。高壓線纜和高壓連接器組成的高壓線束系統(tǒng)隨著電動汽車的發(fā)展進展頻頻。

電動汽車的高壓線束

高壓線束是由線芯，端子和連接器和屏蔽層覆蓋物等組成，是電動汽車高壓系統(tǒng)里主要的傳輸載體。雖然高壓線束的數(shù)量不多，但是其電氣性能和物理特性對工藝和材料的要求都遠超低壓線束，非常嚴苛。粗線徑、高電壓、厚絕緣、耐熱高是高壓線束的特點。

粗線徑按照電纜的尺寸分類，是大于10mm2（6AWG）的線纜，這類線纜在布線、屏蔽、成本、安全等方面的挑戰(zhàn)非常多。僅是布線就有著非常多的細節(jié)與要求，比如就近原則，使用盡可能少的高壓電纜來完成走向布置來滿足高壓電氣設計需求并滿足整車降本增效和減重的目的。

高電壓這一部分是老生常談的話題，高壓系統(tǒng)工作時放電電流達到數(shù)幾十安，甚至高達數(shù)百安。高電壓上做得稍有差池輕則過熱，重則發(fā)生高溫或燃燒事故。高電壓要求下的線束系統(tǒng)在成本和技術(shù)上門檻比其他場景都會高出不少。

目前電動汽車上的高壓線束主要集中用于連接高壓盒與DC/DC、車載充電機、空調(diào)壓縮機、空調(diào)PTC等設備。根據(jù) EVWIRE 數(shù)據(jù)，電動汽車線束ASP平均在 5000 元左右，其中高壓線束ASP約為2500元。

高壓線束中的線纜屏蔽

高壓線束的屏蔽性能十分重要，線束中的連接器屏蔽性能我們在汽車高壓連接器中有過詳細的分析，線纜的屏蔽則更為復雜。線纜最中心的導體部分，目前通常選擇銅或者鋁作為導體材料，導體材料上往往覆蓋著很多層屏蔽和絕緣層。最靠近線纜導體部分的是內(nèi)絕緣層，內(nèi)絕緣層上會添加一層編織屏蔽層，編織屏蔽層則有箔屏蔽層，然后最外面是外絕緣層，這是典型的高壓線纜屏蔽組件的構(gòu)成。

高壓線束中的線纜屏蔽設計中很容易遇到的是線纜的變形，變形會嚴重干擾連接器和線纜的壓接，帶來很多隱患。高壓線纜上剛性的保護罩可以減少車輛碰撞造成的損害，保護層通常由鍍錫銅編織，耐用并且難以切割。但是現(xiàn)在一些線纜廠商和汽車廠商開始嘗試去使用去屏蔽的高壓線纜，以此來簡化整個線束系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低成本，減少整車重量并減少高壓線纜的工藝難度。在線纜切割編織屏蔽層過程中很容易損壞底層絕緣，引發(fā)短路、電氣干擾和其他電氣危險。 不過，去除線束的屏蔽的前提是不會降低整車高壓EMC性能，也就是說其他高壓部件增強了抗干擾或抑制電磁干擾的能力，才能考慮去除線纜的屏蔽。

高壓線束中的銅線纜VS鋁線纜

為了降低成本，減少整車重量，線束開始去屏蔽層，那么更影響整車重量的線纜原材料也開始發(fā)生改變。銅，是傳統(tǒng)高壓線束主要的線纜原材料，基本上各廠商默認都是選擇銅線來做高壓線束。

電動汽車輕量化的趨勢，驅(qū)動了新材料線束需求的產(chǎn)生與發(fā)展。目前較為認可的是采用鋁來代替銅。鋁成本更低，蘇聯(lián)導電性比銅低了近40%，但其重量也只有銅的30%。目前市場上鋁線束的價格普遍只有銅線束的75%左右。基于鋁的高壓線束在市場上有了一些應用，但是挑戰(zhàn)也不小。

導電率的差距讓基于鋁的高壓線束想要達到銅高壓線束的水平，需要加大線纜的尺寸，這對電動汽車空間上的容量是個挑戰(zhàn)。另一個問題是氧化，鋁材料很容易生成氧化鋁使得線纜在和連接器接觸的表面大大增加電阻，容易氧化的材料對壓接也提出了更高的要求，目前工藝很難實現(xiàn)用鋁高壓線束完美替代銅高壓線束，替代過程并沒有想象中那么順利。

小結(jié)

在電動汽車擴張的帶動下，高壓線束作為關(guān)鍵部件其市場規(guī)模也在迅速擴大，在這條賽道上，不管是老牌的外企還是新興的國產(chǎn)自主品牌都有著不少機會。

審核編輯 ：李倩