新能源汽车线束布置方案及EMC防护 韩坡

26 技术纵横轻型汽车技术2021(3-4)新能源车型关键零部件的EMC设计与整改分析张瑞锋钟国华(南京汽车集团有限公司汽车工程研究院）摘要：新能源汽车已经大量参与到社会各个层面及人们日常生活中，同时中 国新能源汽车行业也处在技术升级的关键时期。

本文针对新能源汽车关键零部件的EM C领域进行讨论，基于基本概念和原理的深切理解与运用，对零部件内部复杂的电磁环境进行抽丝剥茧的分析，并结合实际整改案例讨论研究EM C设计方案。

关键词：新能源EMC电磁环境1引言EMC设计及整改的复杂性问题是因为EMC 领域处理的是所有的不在2D图纸上也不是3D 装配图上体现的“隐藏”的器件问题。

为了解决技 术难点问题，真正需要的是应用基本概念对复杂 的物理结构进行切实理解，因此我们先来阐述基 本概念。

2基本概念阐述图1电容高频模型及频率曲线2.1无源器件的射频特性EMI发射通常是由电路中无源器件的接收或 耦合所引起的。

因为在高频情况下时，元件的阻抗 Z等效于电阻与元件引脚电感串联后，再与引脚 间的电容(寄生)相并联构成的阻抗，这样，无源器 件的阻抗特性发生了改变，不再是我们所普遍认 知的其本身的单一特性。

电容、电感器件的高频模 型及频率曲线如图1、图2所示。

图2电感高频模型及频率曲线轻型汽车技术2021(3-4)技术纵横27图3低频和高频情况下射频电流回路在高频时，电容等效于电感与电阻串联后，串接在电容的两侧，如图1所示。

在进行设计时，我 们需要清楚“为什么一只电容不仅仅是一只电 容？”是因为从频域来看，电容器的功能特性发生 了改变,在自谐振频率f〇以上时，由于引线电感作 用，电容器的阻抗特性会变更为电感器。

在高频时，电感等效于一个电容并联在电感 上，同时又与电阻串联（引线阻抗），如图2所示。

“为什么电感器不是电感？ ”同样在高频时,由于电 感两端的引线对电感中的每一个线圈都有分布电 容，于是电感器的阻抗特性发生了改变，在f〇以上时呈现容性。

新能源汽车高压线束的设计特点分析发布时间：2021-12-31T03:12:37.256Z 来源：《中国科技人才》2021年第25期作者：鲍林枝[导读] 如图1为混合动力高压部件布局设计示意图，其在高压系统设计方面必须充分考虑到电磁干扰因素，确保整个高压系统建立屏蔽层被全部包覆。

就目前大部分新能源汽车都会采用屏蔽高压线，其高压线外侧插件能够实现屏蔽连接，高压部分已经超出人体安全电压。

安徽贝递尔科技有限公司摘要：开发设计线束系统及其附件的主要目的就是保证整车电路系统正常工作运行，同时也要做好电路保护工作，满足新能源汽车应用各方面需求。

本文中首先探讨了新能源汽车高压线束走向布置的基本划分类型与有效特性，并就线束设计及其技术实践应用内容进行全面分析，同时确保车底盘高压线束保护设计到位。

关键词：新能源汽车；高压线束；分类；特性；高压线束保护设计节能减排属于新能源汽车设计制造的核心技术，它涉及高压线束走向设计、线径设计、高压连接器选型、屏蔽设计等多点技术内容。

特别是要提出整车高压线束设计方案，确保线束走向设计、线径设计到位，明确相关设计特点。

一、新能源汽车高压线束走向的基本布置与类型划分图1混合动力高压部件布局设计示意图如图1为混合动力高压部件布局设计示意图，其在高压系统设计方面必须充分考虑到电磁干扰因素，确保整个高压系统建立屏蔽层被全部包覆。

就目前大部分新能源汽车都会采用屏蔽高压线，其高压线外侧插件能够实现屏蔽连接，高压部分已经超出人体安全电压。

就高压线束系统设计方面，需要结合直流高压电回路设计执行双轨制度，确保高压线束特性满足有效划分要求。

在连接控制器与电机高压线分析过程中，需要专门设计高压线，保证电池高压线连接到位[1]。

二、新能源汽车高压线束的设计特点分析在新能源汽车设计制造过程中，需要分析高压线束耐压与耐温等级，确保其等级性能远高于低压线束等级。

一般来说，国内新能源汽车多采用屏蔽高压线，而国外新能源汽车则多采用非屏蔽高压线，其外包裹屏蔽网工序设计到位，可确保屏蔽高压线有效减少EMI以及RFI 对于整车系统的负面影响。

汽车线束设计及线束用原材料2007-3-20 16:49:40 【文章字体：大中小】打印收藏关闭原作者：谷孝卫汽车线束是汽车电路的网络主体，没有线束也就不存在汽车电路。

随着人们对汽车的安全性、舒适性、经济性和排放性要求的提高，汽车线束变得越来越复杂，但车身给予线束的空间却越来越小。

因此，如何提高汽车线束的综合性能设计便成为关注的焦点，而且汽车线束制造厂家不再单纯地搞线束后期设计和制造，和汽车主机厂家联合进行前期开发成为必然的趋势。

笔者根据几年来从事线束设计和制造的经验，谈谈线束的一般设计流程和设计原则。

一、整车电路设计<一）电源分配设计汽车的供电系统设计是否合理，直接关系到汽车电器件的正常工作与否和全车的安全性，因此世界各国的汽车线束设计出发点基本都是以安全为主。

整车电气系统基本上由3个部分组成。

蓄电池直接供电系统<一般称常电或30电）。

这部分的电源所接负载一般都是汽车的安全件或重要件，主要目的是在为这些件提供电能时尽量少的加以控制，确保这些件即使汽车发动不起来也能短暂正常工作，以方便到站点维修等。

如：发动机ECU及发动机传感器的工作电源、燃油泵的工作电源、ABS控制器的电源、诊断接口电源等。

点火开关控制的供电系统<一般称为IG档或巧电）。

这部分电器件基本上是在发动机工作运转的情况下才使用，取自发电机的电源，避免了为蓄电池充电时争电源的可能性。

如：仪表电源、制动灯电源、安全气囊电源等。

发动机起动时卸掉负载的电源<一般称为ACC电源）。

这部分电器件一般所带的负载较大，且在汽车起动时不必工作。

一般有点烟器电源、空调电源、收放机电源、刮水器电源等。

<二）线路保护设计线路保护就是要对导线加以保护，兼顾对回路电器件的保护。

保护装置主要有熔断器、断路顺和易熔线。

1．熔断器的选取原则发动机ECU、ABS等对整车性能及安全影响大，另外，易受其他用电设备千扰的电器件必须单设熔断器。

发动机传感器、各类报警信号灯和外部照明灯、喇叭等电器件对整车性能及安全影响也较大，但该类电负荷对相互间的干扰并不敏感。

汽车线束接点的设计与防护研究随着汽车行业的发展，越来越多的电子设备被应用到汽车上，从而使汽车线束也成为了汽车电气系统中不可或缺的一部分。

线束是离散的导线和连接管之间通过线束束带固定并根据电气特性优化配置的集合体。

它将车载电气设备所需的全部电线、插头、接头和连接器等部件组合成一套能够与整车的各部分相互配合，并且具有一定保护作用的设备。

汽车线束接点是线束中最为重要的一个环节，因为它直接关系到汽车电气系统的运行安全。

正确的接点设计可以确保电气信号的正常传输，使得各种车载电器可以正常工作，同时还可以避免接头处的漏电、短路等现象。

因此，对于汽车线束接点的设计与防护需要进行充分的研究。

在设计汽车线束时，我们需要考虑以下几个方面：1. 接点的连接方式：常见的接线方式有焊接、压接和插拔式连接。

焊接连接可以确保连接的牢固和稳定，但容易引起线缆变硬和折断，同时在日后的更换和维修上也比较困难。

压接连接具有操作简单、接触牢固等优点，但线缆过于脆弱的话容易断开。

插拔式连接则具有更加灵活的优点，而且也更加容易实现更换和维修。

2. 材料的选取：合适的材料可以确保线束接点的质量，从而提高汽车电气系统的运行稳定性。

在材料选择时，需要考虑使用环境、温度、电压和电流等因素。

常见的接点材料包括铜、锡、镍、铬等，具体选择应根据车型和实际需求进行。

3. 接触电阻的控制：接触电阻是衡量线束接点质量的一个重要指标，因为它会影响系统传输的稳定性和可靠性。

在设计接点时，应该尽量避免接触电阻过大，否则就容易导致传输信号的失真或者丢失。

同时，在汽车线束接点的防护方面，需要注意以下几个方面：1. 防护套的应用：防护套可以起到保护线缆的作用，从而减少线缆的受损率以及对线束接点的保护作用。

在应用防护套时，需要选择适当的材料、颜色、管径和长度等，并保证避免与其他部分发生干涉或者变形。

2. 抗干扰能力的增强：汽车行驶中会遇到各种信号干扰源，比如电磁干扰、射频干扰等，因此需要加强线束接点的抗干扰能力。

车辆电磁兼容EMC方案设计1电磁兼容设计本车集中了N个无线信道，电磁兼容是系统实现的关键。

为了确保系统电磁兼容性满足“车上任一电台满功率发射时，整车系统应能正常工作；车上所有电台满功率发射时，其他设备应能正常工作；车上电源系统工作时，车上所有通信设备应能正常工作”的要求，应重点从以下几方面进行了论证和设计：1)底盘电系统电磁兼容性设计2)车顶天线集合电磁兼容性设计3)车厢电磁屏蔽设计4)车内通信设备电磁兼容性设计5)车内接地系统电磁兼容性设计6)车内电源系统电磁兼容性设计7)防雷设计下面就这七方面的设计分别进行阐述。

1.1底盘电系统电磁兼容性设计汽车电磁干扰源主要有辐射干扰、传导干扰。

辐射干扰有发电机或电动机电刷、开关触点产生的电弧和电火花；电感性装置产生的感应电动势等。

电弧和电火花是产生高频电磁波的干扰源；感应电动势与原电路电流同向叠加，产生电磁脉冲干扰。

传导干扰有开关触点、感性器件通断产生的浪涌；汽车电气配线、电路网络及搭铁阻抗产生的互耦电压等。

由于汽车线缆间经常存在电压和电流梯度、多点搭铁产生电位差，致使导线间产生电感或电容式耦合，瞬变电压高达200V。

这两种干扰源还可能相互作用，所有这些干扰都可能会对通信系统中的某一设备产生危害。

针对上述各种干扰，越野汽车底盘设计了下述方案以对抗电磁干扰：电气系统为24V体制，采用柴油发动机，取消了汽油发动机所需的点火系统，从而避免了发动机高压线圈产生的强烈电磁干扰。

●采用内部模块的电子开关取代了继电器，实现了整车无触点化，模块内采用自修复过载保护，取代了传统的保险丝；模块外设有故障指示灯，便于操作员检修和维护。

整车无触点化，开关电流降为毫安级，大大降低了开关对敏感设备的电磁干扰。

●控制信号采用屏蔽双绞线，具有较强的抗电磁干扰能力。

●采用符合电磁兼容标准的电气设备，合理布线，增加了必要的滤波装置，提高了系统的电磁兼容性。

1.2车顶天线集合电磁兼容性设计1.2.1天线集合的基本概念保证整车系统电磁兼容性必不可少的措施是天线集合的EMC设计，这里采用“天线集合”的提法是因为这些天线之间并没有直接的电气上的联系，它们只是物理位置上集中在一个较狭窄的空间内。

新能源汽车线束接插件防护等级标准
近年来，随着新能源汽车的普及和推广，新能源汽车线束接插件的防护等级标准也日益受到关注。

新能源汽车线束接插件是连接汽车电气系统和驱动系统的重要组成部分，其防护等级的高低直接影响着新能源汽车的安全性和可靠性。

为了规范新能源汽车线束接插件的防护等级标准，相关部门制定了一系列行业标准和技术规范。

其主要包括以下几个方面：
1. 防护等级标准：针对新能源汽车线束接插件的防护等级，制定了一系列标准，如IP67、IP68等等。

这些标准规定了接插件在不同环境条件下的防护性能要求，如防尘、防水、防腐等等。

2. 材料选择：新能源汽车线束接插件的材料也需要符合一定的标准，如防火、阻燃、耐高温等等。

这些材料的选择对于新能源汽车的安全性和可靠性都有着至关重要的影响。

3. 生产工艺：新能源汽车线束接插件的生产工艺也需要符合一定的标准，如注塑、模压等等。

生产工艺的规范化可以有效提高产品的质量和可靠性。

4. 检测标准：对于新能源汽车线束接插件的质量检测也有着一系列的标准。

这些标准涉及到产品的外观、尺寸、功能等等方面，可以有效保障产品的性能和质量。

总之，新能源汽车线束接插件的防护等级标准是保障新能源汽车安全和可靠性的重要措施之一。

有关部门应进一步加强标准的制定和执行，促进新能源汽车产业的健康发展。

新能源汽车混合动力系统整车高压线束设计随着环保意识的日益增强和汽车行业的不断发展，新能源汽车已经成为未来汽车发展的趋势。

混合动力汽车是新能源汽车的一种，其采用混合动力系统，将内燃机和电动机结合起来使用，既可以减少排放，又可以提高燃油利用率。

而高压线束则是混合动力汽车核心部件之一，是将高压电能从电池传递到电动机的关键部件。

在设计新能源汽车混合动力系统整车高压线束时，需要考虑以下几个方面：1. 材料选择：因为高压线束需要承受高电压和高温，所以线束需要采用高温、高压、耐磨的材料。

常见的材料有特殊橡胶、硅胶、氟橡胶、玻璃纤维布等，而首选材料是聚酰亚胺。

2. 线径选择：高压线束需要承受较高的电压和电流，因此线径要足够粗，以保证电能传输的安全性和可靠性。

而线径的选择需要考虑电池输出电压、电动机功率和线束长度等因素。

3. 接头设计：高压线束的接头设计也是非常关键的，要能够承受高电压和高温，同时还要具备防水、防爆等功能。

根据车辆使用环境，接头采用防护结构设计，比如采用橡胶、硅胶材质，添加密封胶等。

4. 布线方式：由于高压线束需要长距离输送电能，因此需要采用恰当的布线方式，以尽量减少对整车结构的影响。

通常采用丝绸带式布线和膜式布线，能有效减少空间的占用。

综合考虑以上几个方面，在设计新能源汽车混合动力系统整车高压线束时，需要注意以下几点：1. 图纸设计：在进行高压线束设计前，需要制作设计图纸，包括布线方案、电线直径、连接方式等。

2. 测试验证：设计后需要进行测试验证，以确保线束的安全性和可靠性。

3. 尽量减少空间占用：高压线束需要穿过整个车身，需要尽量减少空间占用，以保证车内空间的充裕。

4. 合理的布线方式：应根据车辆的具体结构和使用情况，选择合适的布线方式，以达到最佳的线束布局效果。

总之，设计新能源汽车混合动力系统整车高压线束是一项非常重要的工作，需要综合考虑各个方面的因素，以保证线束的安全性和可靠性。

只有这样，新能源汽车才能更好地为人们的生活带来便利和环保的效益。

新能源汽车高压线束设计方案在资源日益紧张的今天，节能减排势在必行，新能源汽车在突破技术瓶颈的前提下，市场还是很广阔的。

高压线束在新能源汽车中属于高安全件，所以高压线束的设计及布置至关重要。

整车高压线束主要的设计方案涉及到线束走向设计、线径设计、高压连接器选型、充电口的类型和应用、屏蔽设计、高压线束固定卡扣选型、高压线槽设计、高压互锁HVIL设计、GROMMET设计等。

一、高压线束走向布置及划分类型图1 混合动力高压部件布局图图1为混合动力高压部件布局图。

高压系统在设计方面，考虑到电磁干扰的因素，整个高压系统均由屏蔽层全部包覆。

目前国内车型全部采用屏蔽高压线，曰系车也有应用屏蔽网包覆在高压线外侧，插件处处理实现屏蔽连接。

同时由于高压已经超出人体安全电压，车身不可像低压系统一样作为整车搭铁点，因此在高压线束系统的设计上，直流高压电回路必须严格执行双轨制。

根据高压线束的特性，我们一般以高压电器为中心对高压线束进行划分，可分为电机高压线、电池高压线、充电高压线等。

电机高压线一般是连接控制器和电机的高压线; 电池高压线一般是连接控制器和电池的高压线;充电高压线一般是连接充电机和电池的高压线。

二、高压线束特性高压线束耐压与耐温等级的性能远高于低压线束等级，国内主机厂通常采用屏蔽高压线，近年来日本主机厂主要采用非屏蔽高压线外包裹屏蔽网工序。

屏蔽高压线可减少EMI、RFI对整车系统的影响。

整条高压线束回路均实现屏蔽连接，电机、控制器及电池等接口高压线束屏蔽层，通过插件等压接结构连接到电池电机控制器壳体，再与车身搭铁连接。

高压线的屏蔽对于电缆传导数据不是必须的，但是可减少或避免高压线的辐射。

耐压性能:常规汽车耐高压额定600V,商用车及大巴士电压可高达1000V;耐电流性能:根据高压系统部件的电流量，可达250~400A;耐温性能:耐高温等级分为125丈、150丈、200丈不等，常规选择150丈导线;低温常规-40丈。

简述新能源汽车高压线束的设计作者：杨文虎来源：《科学与信息化》2019年第09期摘要采用非传统车燃料作为主要动力来源或者使用燃油但采用新型动力装置的车型统称为新能源车，主要包括纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车等。

目前国家主推的纯电动汽车，其高电压高达300V～800V，而高压线束就是保证这个传输系统的重要载体。

而我们将从高压部件到另一个高压部件间线束传输组件成为高压线束。

关键词新能源;高电压;高压线束前言传统燃油车，动力来源是通过发动机活塞运动燃烧燃油，依靠曲轴和轮系传输发动机飞轮、发电机、压缩机和冷却水泵等功率设备上，通过动力传动装置实现车辆的行驶和功能的运作。

而新能源汽车尤其是纯电动汽车，动力来源靠高压电池包提供，传输载体为高压线束，连接充电口座、高压电池包、逆变器、电机，车载充电机等大功率设备及直流转换器，空调压缩机、PTC和加热器等小功率设备（见图1）。

1 高压线束的设计1.1 高压线束的组成高压线束主要包括：高压连接器、高压线缆，接地端子和扎带、外包材料、胶带、热缩套管、胶套、安装支架等辅材。

1.2 高压连接器根据功能定义可分为小电流和大电流两种，大电流主要用于OBC，电机，及电池等动力系统和上，小电流主要用于压缩机，PTC，电池加热装置及DCDC等功能电器上。

1.3 高压线缆高压线缆主要分为屏蔽线和非屏蔽线两种，线径从2.5mm²至120mm²不等。

1.4 辅材配件辅材配件与传统低压线束所使用的无太大差别，但外包材料需要用红色或橘红色的包覆物，以便于起到高压危险警示作用。

2 高压电缆的技术要求2.1 电缆的技术要求（1）结构高压电缆主要由线芯和绝缘材料组成，屏蔽线还要有屏蔽层和双层绝缘结构。

线芯是由一定数量的单丝先进行束绞，然后再同心的复绞，形成高压电缆需要的软导体。

根据结构可分为屏蔽线和非屏蔽线，根据用途可分为单芯屏蔽线和多芯屏蔽线（下图）。

（2）绝缘材料绝缘材料主要包括线芯绝缘和护套绝缘。

新能源汽车高压线束设计方案在资源日益紧张的今天，节能减排势在必行，新能源汽车在突破技术瓶颈的前提下，市场还是很广阔的。

高压线束在新能源汽车中属于高安全件，所以高压线束的设计及布置至关重要。

整车高压线束主要的设计方案涉及到线束走向设计、线径设计、高压连接器选型、充电口的类型和应用、屏蔽设计、高压线束固定卡扣选型、高压线槽设计、高压互锁HVIL设计、GROMMET设计等。

一、高压线束走向布置及划分类型图1 混合动力高压部件布局图图1为混合动力高压部件布局图。

高压系统在设计方面，考虑到电磁干扰的因素，整个高压系统均由屏蔽层全部包覆。

目前国内车型全部采用屏蔽高压线，曰系车也有应用屏蔽网包覆在高压线外侧，插件处处理实现屏蔽连接。

同时由于高压已经超出人体安全电压，车身不可像低压系统一样作为整车搭铁点，因此在高压线束系统的设计上，直流高压电回路必须严格执行双轨制。

根据高压线束的特性，我们一般以高压电器为中心对高压线束进行划分，可分为电机高压线、电池高压线、充电高压线等。

电机高压线一般是连接控制器和电机的高压线; 电池高压线一般是连接控制器和电池的高压线;充电高压线一般是连接充电机和电池的高压线。

二、高压线束特性高压线束耐压与耐温等级的性能远高于低压线束等级，国内主机厂通常采用屏蔽高压线，近年来日本主机厂主要采用非屏蔽高压线外包裹屏蔽网工序。

屏蔽高压线可减少EMI、RFI对整车系统的影响。

整条高压线束回路均实现屏蔽连接，电机、控制器及电池等接口高压线束屏蔽层，通过插件等压接结构连接到电池电机控制器壳体，再与车身搭铁连接。

高压线的屏蔽对于电缆传导数据不是必须的，但是可减少或避免高压线的辐射。

耐压性能:常规汽车耐高压额定600V,商用车及大巴士电压可高达1000V;耐电流性能:根据高压系统部件的电流量，可达250~400A;耐温性能:耐高温等级分为125丈、150丈、200丈不等，常规选择150丈导线;低温常规-40丈。