新能源汽车高压线束常用屏蔽结构

现在，新能源汽车正在向高电压、大电流方向发展。一些高压系统可以承受高达800V的电压和高达660A的电流。如此大的电流和电压会产生电磁辐射，从而干扰其他电子元件的正常工作。

高压线束常用的屏蔽电磁干扰方法有以下几种：

 

（1）导体有自己的屏蔽层

Below是带有屏蔽层的单芯高压电线的结构示意图，通常由两层金属导电材料和两层绝缘材料组成，从里到外是线芯、绝缘层、屏蔽层、绝缘层。线芯一般由铜或铝制成，是电流的载体。当电流通过线芯时，会产生电磁干扰，而屏蔽层的作用就是屏蔽电磁干扰，使电磁干扰从线芯开始，停止在屏蔽层，就不会发射出去干扰其他电子设备。

常见的屏蔽层结构可分为三种情况，

① 金属箔编织屏蔽

它通常由金属箔和编织屏蔽层两部分组成。金属箔通常为铝箔，编织屏蔽层通常采用镀锡铜线编织，覆盖率≥85%。金属箔主要用于防止高频干扰，编织屏蔽层用于防止低频干扰。高压电缆的屏蔽性能由传输阻抗和屏蔽衰减两部分组成，线束的屏蔽效率通常需要达到≥60dB。

带屏蔽层的导体在剥线时只需剥去绝缘层，然后压接端子，易于实现自动化生产。自带屏蔽层的线材一般采用同轴结构设计，如果要在设备上实现两层绝缘的剥离处理，则要求线材本身具有非常理想的同轴度，但这很难在电线的实际生产过程中要实现这一点，所以为了在剥线时不损伤线芯，需要对两层绝缘层进行分别处理。另外，屏蔽层还需要一些特殊处理。对于自带屏蔽层的线材，线束加工制造工艺涉及剥离、切割铝箔、切割屏蔽网、翻转网、压接屏蔽圈等步骤较多，如图3所示，每一步都需要增加设备和手动输入。另外，如果在处理屏蔽层时出现疏漏，导致屏蔽层与线芯接触，也会造成严重的质量问题。

② 单层编织屏蔽

这种高压电缆结构与前面提到的编织屏蔽和金属箔结构相同，但屏蔽层仅采用编织屏蔽而没有金属箔，如下图所示。由于金属箔主要用于防止高频干扰，因此这种结构对高频电磁干扰的屏蔽效果比编织屏蔽和金属箔差，应用范围也不如编织屏蔽和金属箔广泛。而对于线束生产过程来说，只是少了切割铝箔的步骤，整个生产流程并没有得到很好的优化。

为了改善传统屏蔽方法造成的加工困难，有学者正在研究采用宽度为13~17mm、厚度为0.1~0.15mm的铜箔制成的高压电缆屏蔽层。n角度30~50°，相互间缠绕1.5~2.5mm。此屏蔽层仅使用金属箔，省去了剪网、翻网、压屏蔽圈等步骤，大大简化了线束生产工艺，降低了线材成本，节省了压接屏蔽层的设备投资戒指。

③ 单层金属箔屏蔽

以上几种方法都是高压线屏蔽层的设计。如果从降低成本、优化连接器设计和线束生产工艺的角度考虑，可以直接去掉电线本身的屏蔽层，但对于整个高压系统来说，EMC是要考虑的，所以有必要其他地方增加具有屏蔽功能的元件。目前，高压线束常见的解决方案是在线材外部加屏蔽套或在装置内加过滤器。

 

(2)导线外加屏蔽套；

这种屏蔽方式是通过电线外屏蔽套来实现的。此时高压电线的结构只有绝缘层和导体。这种线材结构将为线材供应商降低成本；对于线束制造商来说，可以简化生产流程，减少设备投入；对于高压连接器的设计来说，因为需要考虑屏蔽环的设计，所以整个高压连接器的结构变得更加简单。

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