在新能源汽車中，高壓系統(tǒng)的EMC電磁兼容主要有兩種措施。一是高壓設(shè)備由金屬殼體覆蓋，殼體均帶有等電位均衡線與車身地連接。二是高壓線束系統(tǒng)(包括高壓導線和高壓連接器)帶金屬屏蔽層，屏蔽層與高壓設(shè)備殼體連接或連接車身地。這兩種措施的目的都是為了保證整車良好的電磁兼容性。

壓設(shè)備實現(xiàn)功能的同時產(chǎn)生了電磁干擾，即噪聲環(huán)境。當高壓設(shè)備之間需要通過高低壓線束互相通訊和傳導能量時，高壓線束本身及其連接的接口就成為了電磁干擾傳播的途徑。因此市面上幾乎所有的高壓線束都帶有鋁箔或屏蔽編織層，但不少導線制造商和主機廠已在嘗試使用去屏蔽的高壓導線。

在進行去屏蔽設(shè)計之前，需要明確高壓系統(tǒng)去屏蔽并不僅僅局限于高壓線束本身，而是一個系統(tǒng)性的調(diào)整。它包括：高壓導線去屏蔽設(shè)計、高壓連接器去屏蔽設(shè)計、高壓設(shè)備接口去屏蔽設(shè)計、高壓設(shè)備增加EMC濾波器等多種措施。

高壓線束的屏蔽功能主要由鋁箔和屏蔽編織層實現(xiàn)，去除屏蔽，即指將鋁箔和屏蔽編織層去除。由于鋁箔和屏蔽編織層不再存在，高壓導線的內(nèi)絕緣層也失去了原本的絕緣和保護的作用，可以一并取消。

至此，高壓導線與低壓導線的區(qū)別僅為線芯的直徑和單層(外層)絕緣層的厚度差異。

當整車高壓線束從帶屏蔽層狀態(tài)變更為不帶屏蔽層狀態(tài)，會帶來如下改變：

需要注意的是，高壓線束去屏蔽的前提是保證整車EMC不能降低，行之有效的措施有：電磁干擾源得到有效抑制，例如高壓部件本身進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化或內(nèi)部增加EMC濾波器；敏感零件提升自身的抗干擾能力；高低壓線束在車身上的安裝布置相互保持足夠的間距。

芯線是高壓導線的主體部分，承擔著高壓電流、電壓傳輸?shù)闹匾氊煛?/p>

從高壓導線芯線的角度，有兩個內(nèi)容需要特別關(guān)注，分別是芯線的絞合方式和芯線的材料。

對高壓導線而言，則需要重點關(guān)注的是線徑選型和線色要求。

高壓導線線徑常常是低壓導線的幾倍，為了增加高壓導線的柔軟性和可曲度，較大界面的導線線芯由多根較小直徑的單線絞合而成。由多根單線絞合的線芯柔軟性好，可曲度大，線芯彎曲時，線芯中心線內(nèi)外兩部分可以互相移動補償，彎曲時不會引起導體的塑性變形，因此線芯的柔軟性和穩(wěn)定性大大提高。因此，車用線束，尤其是高壓導線通產(chǎn)使用多股絞合導線。

線芯的絞合形式可以分為兩種，規(guī)則絞合，不規(guī)則絞合。

(1) 規(guī)則絞合

導線有規(guī)則、同心且相繼各層依照不同方向的絞合成為規(guī)則絞合。

更進一步的，還可分為正常規(guī)則絞合和非正常規(guī)則絞合。后者是指層與層之間的導線直徑不盡相同的規(guī)則絞合，前者指的是導線的直徑均相同。

規(guī)則絞合還可細分為簡單規(guī)則絞合和復合規(guī)則絞合，后者指的是組成規(guī)則絞合的導線不是單根的，是有更細的導線按規(guī)則絞合成股，再絞合成線芯，這種絞合多用于移動橡皮絕緣電纜的線芯，以提高其柔軟性。

(2) 不規(guī)則絞合

指的是所有組成導線都依照同一方向的絞合。

線芯的絞合還設(shè)計到其他相關(guān)工藝參數(shù)，包括絞合節(jié)距、絞合系數(shù)、絞合方向、絞合規(guī)律等。

考慮到生產(chǎn)工藝和工序要求，電動汽車高壓導線的絞合方式通常是正常規(guī)則絞合，有利于機械化、自動化生產(chǎn)。

作為導電材料的金屬，需要具有優(yōu)異的導電性、足夠的機械強度、不易氧化、抗腐蝕、容易加工、容易焊接、資源豐富等先天優(yōu)勢。單就導體性能而言，最好的是銀，其次是銅和鋁。

高壓導線的芯線一般采用單一金屬。按材質(zhì)分類，可分為銅導線(包括鍍錫銅線、退火軟銅導線和硬銅導線)和鋁導線。

(1) 金屬銅的性能和主要特點

• 導電和導熱性能良好。銅的導電性僅次于銀，居于第二位，銅的導熱性僅次于金。

• 金屬銅的化學穩(wěn)定性高，抗腐蝕性好。

• 金屬銅無磁性。

• 金屬銅的力學性能較好，銅的抗拉強度為200-240MN/M2，伸長率可達50%。

• 金屬銅的塑性好易于加工，具有很高的塑性變形能力，可采用壓延、擠壓和拉伸等壓力加工方法制成各種形狀和尺寸的制品。

• 易于焊接。

• 來源可靠，資源豐富。

(2) 銅導線的分類

• 硬銅導線：經(jīng)伸線冷加工而成，具有較高的抗張強度，適用于架空輸電線、配電線及建筑線之導體；

• 軟銅線：硬銅線加熱去除冷加工所產(chǎn)生之殘余應(yīng)力而成，富柔軟性及彎曲性，并具有較高之導電率，用以制造通信及電力線纜之導體、電氣機械及各種家用電器之導線；

• 鍍錫銅線：銅線表面鍍錫以增加焊接性及保護銅導體于 PVC 或橡膠絕緣押出時不受侵蝕，并防止橡膠絕緣之老化，一般耐溫等級150℃及以上的高壓電纜選用鍍錫銅線。

(3) 金屬鋁的性能和主要特點

• 金屬鋁的導電率僅次于金銀銅，導電率為銅的62%。

• 導熱性好。

• 耐腐蝕性良好，易生成氧化膜，防止鋁氧化。

• 純鋁的力學強度一般。

• 金屬鋁塑性良好，可用壓力加工方法制成各種產(chǎn)品。

• 金屬鋁密度小，價格便宜，來源可靠。

• 金屬鋁作為導電材料的抗拉強度低、焊接性差。

(4) 金屬銅和金屬鋁電性能對比

考量導線材質(zhì)的性能主要有如下幾個參數(shù)：材料成分、密度、導電率、拉伸強度、彎曲性能，如下列出的是不同材質(zhì)的導線性能參數(shù)：

由此可見，基于金屬鋁導線的抗拉強度弱、密度小、重量輕、成本低等因素，市面上已經(jīng)有不少較大平方的高壓導線選擇使用鋁線替代銅導線，即能夠間接為整車輕量化做貢獻，又達成了降低整車成本的目的。

高壓導線應(yīng)遵循SAE J1654、SAE J1673規(guī)定的要求。在此基礎(chǔ)上，需要結(jié)合如下因素，明確高壓導線的線徑選型。

(1) 導線線徑選型需滿足LV216-1/2、ISO19642等標準。

(2) 確定高壓線束所連接的電氣部件的負載特性，包括穩(wěn)態(tài)電流強度、電壓要求、瞬態(tài)條件和電流強度及電流波形(平穩(wěn)、脈沖、頻率等)。

(3) 根據(jù)穩(wěn)態(tài)電流強度，確定導線的截面積

電流強度及截面積計算公式如下：

• 用電設(shè)備的電流強度為：I=P/U(*P為負載功率，*U為額定電壓)

• 導線截面積計算公式為：A=IρL/UVL(*A為導線截面，*I為電流值，*ρ為銅導線電阻率，*L為導線長度，*UVL—導線允許的電壓降)

• 電流密度S=I/A(*I為電流強度，*A為導線截面)，通過檢查電流密度來避免導線過渡發(fā)熱。

(4) 根據(jù)工作環(huán)境溫度，對導線截面積進行調(diào)整

高壓導線的工作溫度在-40℃~125℃，需要通過AC2500V/min，50Hz的耐電壓測試。

如果高壓導線的布置環(huán)境超過了導線允許的工作溫度，則必須選擇較大截面積的導線，當環(huán)境溫度最高為180℃時，導體截面積上升一檔使用；當環(huán)境溫度最高為250℃時，導體截面積上升兩檔使用。

帶屏蔽的高壓銅導線，其截面積、負載電流和溫度等級的匹配關(guān)系可見下表：

帶屏蔽的高壓鋁導線，其截面積、負載電流和溫度等級的匹配關(guān)系可見下表：

以上是針對高壓導線去屏蔽和纖芯選擇方面的匯總和分享，歡迎大家雅正和交流。在下一篇文章中，我們將繼續(xù)針對高壓導線的電氣性能和試驗認可展開討論。