電動汽車線束布置的研究

黃江波

上海燃料電池汽車動力系統有限公司 上海市 201804

1 引言

汽車線束又被稱為汽車神經，是汽車電路的主體，汽車通過線束把電流導向汽車的各個用電部品，確保將駕駛員的各項指令傳達到汽車的各個組件。隨著信息技術的不斷發展，汽車上使用的用電設備也不斷增加，這對汽車電路系統的可靠性提出了嚴格的要求。為了保障汽車電氣系統的穩定高效運轉，就必須對汽車線束進行合理規劃和布置，保證汽車線束系統的可靠性和穩定性。對于電動汽車而言，由于其主要依靠電能驅動，電氣系統的運用顯得更為重要，對電路設計的安全可靠性提出了更為嚴格的要求，線束布置特別是高壓線束的設計將直接影響電動汽車的使用，需要硬氣足夠的重視和關注。

2 汽車線束布置原則及注意事項

汽車線束布置要結合車身具體情況，在對汽車電子電氣系統進行全面分析的基礎上，考慮線束裝配的難易程度、后期線束維護需要以及電氣系統的安全穩定運行需求等因素，對汽車線纜及相關部件進行合理布置，為汽車的安全穩定運行提供有效保障。

2.1 易于裝配原則

汽車線束的整體設計和固定方式要堅持易于裝配的原則，保證安裝簡易、可操作。一方面充分考慮車輛各個區域的功能特點，科學設計線束布置，優化線束的布置流程，簡化工序，避免不同線束間的重疊和交叉，提升整體布局的合理性，在對汽車進行線束裝配時，裝備人員需要提前對電動汽車內部構造進行探析，因為雖然電動汽車工作原理相同，但是不同電動汽車內部構造卻存在很大差別，另一方便，即使是同一款電動汽車，對汽車內不同部件進行安裝時也應該遵從根據不同設備進行線路裝備原則，保證不同功能電氣設備的獨立正常運行，不斷簡化線束裝配線路。另一方面要合理設計線束的固定方式，線路固定方式直接影響整個車輛整體線路功能，每一輛電動汽車結構都不相同，裝配人員只有尋找最適合電路固定的卡槽才能實現對整個線路的科學固定，針對不同位置和不同情況的線束采用相應的固定結構，保證不僅固定操作簡便，而且固定效果和質量達到相關技術要求。在線束固定時注重采用最為簡潔有效的固定方式節省固定成本，提高裝配速度[1]。

2.2 易于維護原則

易于維護原則是指在汽車線束的布置過程中要充分考慮后期維修管理的便利性，保證一旦線束出現故障，能夠在最短的時間內修好，同時有效的避免維修對其它部件造成的影響。沒有永遠不會出現故障的電動汽車，想要提升電動汽車駕駛體驗，延長電動汽車使用壽命，就必須保證電動汽車出現問題時能夠及時進行維護，保障用戶駕駛安全。由于駕駛不當或者是線路自動老化原因，汽車的電氣系統故障率較高，特別是對于電動汽車而言，電氣系統故障多發，故障發生后便捷的維護能夠節約大量的維修時間和人力財力。如果故障發生位置位于電動汽車較為隱蔽的內部裝置之內，對內部裝置進行拆卸就需要耗費大量人力物力，專門電動汽車維修點較少，比較常見的是汽車維修站，由于汽車從工作原理就和電動汽車不同，很多網點無法及時專業的對電動汽車故障進行排除。有些私人電動汽車維修網點并不具備能夠拆卸隱蔽設備的能力，盲目對電動汽車進行維修，非常容易造成汽車內部零件損壞，在增大維修成本同時還耽誤車主寶貴的時間。在線束裝配前就應該通過合理的規劃來提高拆卸的便利性，將可拆卸的部位安裝在易于操作的位置。同時還應特別注意電氣線束插接口的安裝位置，將其布置在易于檢修的區域，且在插接件的末端應留一定的操作余量，便于插拔。最后，通過顏色來對不同的線纜和插接口進行區分，便于快速確定故障[2]。

2.3 安全穩定原則

保障電氣系統運行的安全性和穩定性，確保汽車電氣設備的正常使用，是汽車線束布置的最終目的。首先，為避免電纜受損，在需要過孔的線纜要進行特殊防護，通過加防護套或包裹膠帶等方式來避免磨損。在這里安裝人員要尤為注意，對線路外加的保護套或者是外部包裹層不能影響線路散熱，處于安全問題考慮可以對保護套進行適當加厚，但是，保護套本身要應用散熱程度很好的材料，另外，保護套的選用還必須符合國家對線路安裝標準的有關規定，防止線路由于保護套安裝出現散熱問題導致線路起火等狀況。其次，要慎重選擇線束的固定位置，一般盡量將線纜固定在不易觸碰到的區域如沿邊、沿槽等，避免外力對線束造成的傷害。此外要避免線纜彎曲，當必須彎曲時要預留足夠的空間，且必須對彎曲地帶進行特殊固定，并特別注意不要出現折損[5]。如果電動汽車實在沒有適合設備線路固定的凹槽，線路安裝人員為了維護線路穩定可以在不影響電動汽車外部美觀前提之下另行設置線路安裝凹槽。

3 電動汽車高壓線束布置

高壓電氣系統是電動汽車的動力系統，是其不可或缺的組成部分。電動汽車的高壓電氣系統主要包括高壓線束和動力配電系統，其中高壓線束又是保障電動汽車運行安全和可靠性的關鍵。

3.1 高壓線束工作特點

電動汽車的特殊性決定了其線束與普通燃油汽車的不同，相對低壓線束而言，高壓線束的特點包括：（1）電壓高，電動汽車電池最高電壓可高達420V，這就對高壓線束的絕緣材料提出了較高的要求；（2）電流大。經測算高壓線束的輸出電流可達300A，要求導線截面積和連接器解除面積較大；（3）耐熱性高，高壓線束大電流工作時會產生較大的熱量，導致線束溫度較高，這就要求高壓線束具有較高的耐熱性；（4）抗電磁干擾，由于電動汽車運行時，電器負荷會發生變化，給線束的電壓、電流和頻率造成一定的波動，進而對車內電氣電子設備造成電磁干擾，因此高壓線束應具有較強的電磁干擾屏蔽能力；（5）使用壽命長，傳統線束運行壓力過大時，非常容易發熱，如果線束外面有為了維持線束穩定安裝的外保護套，就不能及時散發熱量，熱量過高，就面臨起火危險。高壓線束是在傳統線束上進行優化的一種能承受較高壓力的線束，具有傳統線束不及的優良特性和較高的防護等級，決定了其具有較長的使用壽命，能夠保證車輛長期使[4]。

3.2 高壓線束的選配設計

高壓線束主要包括線纜、插接件和防護結構等幾個部分。線纜是高壓線束的主體，線纜的選配應重點關注導線的截面積和絕緣層的材質，并充分考慮載流量特性、熱阻、道題電阻等參數，確保電機載流量能夠滿足車輛長期運行條件，同時為了保證布線的美觀和安全，還要求線纜具有良好的柔軟性和耐磨性。線束插接件用于連接線纜與用電設備，插接件直接影響連接的可靠性和拆卸的便捷性。高壓插接件對其電性能、通載能力、機械性能和電磁屏蔽功能有一定的要求。高壓線束高電壓、大電流的使用特性，要求插接件具有較大的接觸面積和交底的接觸阻抗，同時插接件還應該具有耐腐蝕、阻燃、耐高溫以及可多次插拔等特性，以保證連接的穩定和使用壽命。防護結構也是高壓線束的重要組成部分，它能有效的用于防止線束間的摩擦，以及隔離尖銳、高溫物體，達到有效保護線纜的目的。常見的防護結構包括波紋管、護管、膠帶、防護接頭等[6]。

3.3 高壓線束安裝控制

為保證高壓線束的運行安全，應充分重視高壓線束的安裝控制，重點注意一下幾點：（1）不同高壓部件進行隔離，分別設立供電控制系統，杜絕不工作部件仍然帶電的現象發生；（2）高壓線纜布置時應遠離熱源，經過銳邊或需要穿孔時，應當在線纜表面加裹保護結構，防止線纜遭到破壞；（3）線纜布置應按要求加裝支撐和固定裝置，直線線纜兩個固定點間的距離應當小于300mm，距離插接件120mm以內的距離內必須有固定點[3]；（4）注意插接件的位置，為避免雨水和灰層對插接件的侵蝕，插接件應盡可能安排放置在駕駛室內，并且應當避免垂直布置；（5）線束長度控制要合理，既要留有一定的富裕，以抵消部件運動拖拽帶來的應力，又要避免過長導致線纜堆積影響美觀；（6）充分考慮電磁干擾因素，高壓線束與低壓線束分開排布，與信號線束隔離，避免線纜間的互相干擾；（7）線束布置時應充分考慮美觀和維修等因素，保證不僅布置美觀，而且維修起來也非常方便。

4 結束語

汽車線束的布置對于汽車電子電器系統的穩定運行具有重要意義。在汽車線束布置中應當遵循易于裝配、易于維護和安全穩定的原則，結合汽車自身的特點，合理規劃線束布置，不斷提高其科學性和合理性。電動汽車作為時下國家大力推廣的環保項目，由于其高壓線束的特殊性，其線束布置技術難度更大、要求更高。在電動汽車的線束布置時應當充分結合其高壓線束的工作特點，選好包括線纜、插接件和防護結構在內的所有組件，注意高壓線束安裝過程中的細節，做好科學布局，合理裝配，保證線束布置的安全性和穩定性，為電動汽車的安全穩定運行提供強力支持。