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住友屏蔽高压线束的优化历程及管式屏蔽高压线束的开发过程！

来源：•作者：线束世界-Jimmy•2021-07-28 11:12

传统的新能源汽车线束由导线和塑料线槽组成。因为由于塑料线槽散热差，高压电线束需要更大规格的导线，以减少热的影响。此外，变更开发新的线槽保护模具设计成本高，生产周期长。所以我们看到了管屏蔽线束方案，其中代表性有住友高压线束。

随着新能源汽车近几年快速的发展。其高压电气部件如电动机、逆变器和高压电池，也不断的发展和改进。在其之间连接高压线束也在不断的发展和改进。整车急需高压线束降低成本、减轻重量和减小布置空间。

图1为住友高压线束产品量产的时间线。1999年，我们公司开始为本田INSIGHT大规模生产高压线束产品。第一次全面的高压线束零件开发，如电线，端子和连接器，开始于2001年，为丰田ESTIMA混合动力车开发。在端子方面，根据连接接口的技术要求，开发了2种螺栓型模塑型和插头型连接器。电磁屏蔽最初是单独屏蔽电缆，然后在2003年将整体编织线束屏蔽线束引入丰田普锐斯，并在2005年为本田CIVICHYBRID推出了首个管屏蔽技术。高压线束的最高温度要求也从最初的120℃改变到150℃。

图2展示了高压线束产品在HEV车型中的应用。在右边，展示了线束总成，使用了线槽固定。在左下角是电机线束，端子使用螺栓连接的形式，采用整体屏蔽。

为避免高电压线束对低压线束、收音机等造成干扰，电磁屏蔽对高压线束尤为重要，另外新能源汽车高压线束大部分在底盘布线，机械防护性能对高压线束也尤为重要。

图3左侧为单独屏蔽高压线束，每根导线上覆盖着一层铜制的编织屏蔽，右侧为整体屏蔽方案，电缆外没有单独的编制屏蔽，而是在多根高压电缆外侧进行整体屏蔽。2003年丰田普锐斯使用了整体屏蔽高压线束设计方案，以简化线束结构，减少了必要部件的数量，从而降低了整体高压线束系统的成本，图4显示两种设计方案外侧使用防护套管及注塑线槽进行机械防护。

以上高压线束设计方案的缺点如下：

1. 低热传导:防护套管和注塑线槽造成的低热传导率，线束在轴向的导热性较低；

2. 由于这种低热量转移的结果，导线的尺寸增加，导致高电压线束的重量及成本增加；

3. 机械防护结构（线槽）:如果高压线束的布局发生变化，线槽的形状及结构也需要改变，这增加了成本，及加长了开发周期。

为了消除这些缺点，住友开发了管式屏蔽高压线束，即将非屏蔽的高压线束装进铝合金的管子里边，铝合金钢管将电磁屏蔽和机械防护有效的结合在一起，如图5。

与前边提到的单独屏蔽和整体屏蔽使用防护套管和注塑线槽的方案有以下优点：

1. 铝合金材料的高传热，可以减小线束的导体规格；

2. 减轻整体高电压线束系统的重量；

3. 高压线束布置安装更容易、灵活。

这种方案在本田INSIGHT(2009年)、CR-Z和飞度混合动力(2010年)、FREED混合动力(2011年）进行了运用。

通过实验对铝合金管高压线束与标准的聚丙烯塑料管保护的高压线束进行了散热能力的比较，实验表明铝合金管散热能力优于标准的聚丙烯塑料管。

测试设置如图6所示，这两个组件都被放置在一个加热系统的顶部，该系统产生约350℃的高温。图7为测得的表面温度测量结果，铝合金管具有较好的导热性，在轴向的传热性能比塑料保护器好得多。

这种优秀的散热性能，可以减小高压电缆的导体规格，并且可以降低电缆的耐温等级，这两个方面可以有效的降低高压电缆的成本。

另外由于此种设计高压电缆由屏蔽电缆更改为非屏蔽电缆，省去了电缆外护套及注塑防护线槽，重量可降低大约18%，由于高压电缆由屏蔽电缆更改为非屏蔽电缆，高压连接器的设计变得更加简单。

由于铝合金钢管有很好的成型性能，使用铝合金钢管的高压线束更利于制造中的安装。

使用铝合金钢管的高压线束，刚度好，不下垂，其固定点间距可以设置的更远，传统的高压线束由于其柔性大，布置在底盘时，很难保证其离地间隙。

使用注塑线槽的高压线束在设计变更时，需要重新开模或修改磨具，而使用铝合金钢管，只需要折弯即可，大大缩短了高压线束的开发周期。

另外一个最关的性能就是电磁屏蔽性能，图16电磁屏蔽性能的测试方法。

从测试的结果来看，0.8MHz的单独屏蔽电缆高压线束的屏蔽性能更好，大于0.8MHz使用铝合金管路的高压线束电磁屏蔽性能更好。

因为是使用了铝合金钢管，且又布置在车辆的底盘下方，防腐性能的测试必不可少，图18显示了碎石撞击测试后管路有和盐雾试验后的线束总成满足盐雾试验的要求。

总结：铝合金管式屏蔽高压线束从防护结构和材料着手对高压线束进行优化，在高压线束重量、成本、开发周期及制造方便等方面获得了全方面的提升，希望我们国内的企业也能不断创新，提升产品的竞争力，不能一味的跟随。

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