新能源汽车高压线束接插件的核心技术要求与标准解析

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2025-04-24 16:28:01 859

“ 在新能源汽车以电力驱动的核心体系下，高压线束接插件作为连接电池、电机、充电装置等高压部件的关键枢纽，肩负着实现电能高效传输的重要使命。尽管在整车复杂的架构中，高压线束接插件外观小巧，但其性能表现直接关乎车辆动力系统的稳定运行，堪称新能源汽车电力传输链路上不可或缺的“桥梁”。本文将从安全、性能、环境适应性等维度，深度剖析新能源汽车高压线束接插件的具体技术要求与行业标准。
”

1 高电压承受能力

新能源汽车的工作电压范围通常在 60V - 1500V 之间，远超传统燃油汽车的 12V 或 24V。

常见的纯电动汽车，其高压电一般在 400V 左右，部分车型甚至迈向了 800V 高压平台。如此高的电压，对高压线束接插件的耐压能力提出了严苛要求。

一旦接插件的耐压能力不足，就可能导致绝缘击穿，引发短路、漏电等严重问题，不仅会损坏车辆的电气设备，更会对驾乘人员的生命安全构成巨大威胁。

高压线束接插件必须能够承受住新能源汽车工作时的高电压，并且还要预留一定的耐压余量，以应对诸如瞬间过电压等特殊情况。

为了满足高电压要求，接插件在设计上采用了高性能的绝缘材料，如聚酰亚胺（PI）、聚四氟乙烯（PTFE）等。这些材料具有出色的电气绝缘性能，能够有效阻止电流的泄漏，保障接插件在高电压环境下的稳定运行。

2 大电流传输性能

除了高电压，新能源汽车高压线束还需要传输大电流。

作为主要的能源传输通道，其直流母线额定工作电流可达 200A 以上，部分大功率车型甚至更高。以一辆动力强劲的纯电动 SUV 为例，其驱动电机在满功率运行时，可能需要几百安培的电流供应。

大电流传输时，会产生大量的热量，如果接插件不能有效应对，就会出现过热现象，进而导致接触电阻增大，进一步加剧发热，形成恶性循环，最终可能使接插件损坏，影响电力传输。

为了应对大电流，接插件在设计上采用了多种措施。

在材料选择方面，通常会选用具有高导电性和良好散热性能的金属材料，如铜合金。铜合金具有优异的导电性能，能够降低电流传输时的电阻，减少能量损耗和发热。同时，其良好的散热性能有助于将产生的热量及时散发出去，维持接插件的正常工作温度。

在结构设计上，会增大接插件的接触面积。更大的接触面积可以降低电流密度，减少发热，提高接插件的载流能力。

还会优化接插件的连接方式，确保连接的紧密性和稳定性，减少接触电阻，保障大电流的顺畅传输。

3 防水防尘标准

在新能源汽车的复杂使用环境中，高压线束接插件面临着各种外界因素的挑战，防水防尘性能至关重要。

这里就不得不提到防护等级（IP 等级），它由国际电工委员会（IEC）制定，是衡量电气设备外壳对异物侵入防护程度的重要标准。IP 等级由两个数字组成，第 1 个数字表示防尘、防止外物侵入的等级，第 2 个数字表示防湿气、防水侵入的密闭程度，数字越大，防护等级越高。

对于新能源汽车高压线束接插件来说，通常要求达到 IP67 及以上的防护等级。

以 IP67 为例，数字 “6” 代表完全防止外物侵入，且可完全防止灰尘进入；数字 “7” 表示防止侵水时水的侵入，物体侵在水中一定时间或水压在一定标准以下能确保不因进水而造成损坏，具体试验标准为在水下一米的位置浸泡 30 分钟，若无水进入则产品合格。

4 耐高温性能

新能源汽车在运行过程中，高压线束接插件会因电流传输产生热量，加上汽车发动机舱等部位本身温度较高，接插件所处的工作环境温度常常很高。

尤其是在大功率充电或车辆高速行驶时，电流较大，接插件的发热问题更为突出。如果接插件不能承受高温，就会出现材料老化、变形等问题，导致接触不良，影响电力传输，甚至引发安全事故。

为了应对高温挑战，高压线束接插件在设计上采用了耐高温材料，如热塑性聚酯弹性体（TPEE）、液晶聚合物（LCP）等。这些材料具有良好的耐高温性能，能够在较高温度下保持稳定的物理和化学性能，确保接插件的正常工作。在结构设计上，也会采取散热措施，如增加散热鳍片、优化内部结构以提高散热效率等，尽可能降低接插件的工作温度，保证其在高温环境下的可靠性和稳定性。

5 接插件的 EMC 设计

为了实现良好的 EMC 性能，高压线束接插件在设计上采取了一系列措施。

屏蔽设计是关键的一环。通常会在接插件外壳采用金属材料，如铝合金、铜合金等，这些金属材料能够形成一个屏蔽层，将接插件内部的电路与外界的电磁场隔离开来，阻止内部电磁干扰向外辐射，同时也能防止外界电磁干扰进入接插件内部。

接地措施也非常重要。接插件会通过专门的接地引脚或接地导线，与汽车的接地系统相连，确保接插件的屏蔽层能够有效接地。这样一来，当接插件受到外界电磁干扰时，干扰电流能够通过接地路径迅速流走，避免干扰信号在接插件内部积累，从而保证接插件和整个高压线束系统的正常运行。

通过合理的屏蔽设计和接地措施，高压线束接插件能够有效降低电磁干扰的影响，提高新能源汽车的电磁兼容性，保障车辆电子系统的稳定可靠运行。

6 绝缘设计

绝缘设计是高压线束接插件安全设计的重要环节，其核心目的在于防止电流泄漏，从而保障人员和车辆的安全。

在材料选择方面，高压线束接插件通常会选用具有卓越电气绝缘性能的材料。

交联聚乙烯（XLPE）因其具备良好的电气性能和较高的耐热性，在新能源汽车高压线束接插件中得到了广泛应用。它能够在高电压环境下，有效阻止电流的泄漏，确保电能在规定的路径内传输。

硅橡胶也是一种常用的绝缘材料，它不仅具有优异的绝缘性能，还拥有良好的耐高低温特性，能够在 - 50℃至 200℃的温度范围内保持稳定的性能。这使得它在应对新能源汽车复杂多变的工作环境时，表现出色。即使在高温的发动机舱或者寒冷的冬季，硅橡胶都能可靠地发挥绝缘作用，保障接插件的正常工作。

除了材料的选择，绝缘结构设计同样至关重要。接插件的绝缘结构需要经过精心设计，以确保在各种工况下都能提供可靠的绝缘保护。例如，通过增加绝缘层的厚度、优化绝缘层的形状和结构等方式，提高接插件的绝缘性能。还会采用多重绝缘防护措施，如在导体周围包裹多层绝缘材料，形成多层次的绝缘屏障，进一步降低电流泄漏的风险。

7 高压互锁结构

高压互锁结构是新能源汽车高压系统中一项极为重要的安全设计，其原理是利用低压信号来实时监视高压回路的完整性及连续性。在新能源汽车的高压系统中，各个高压部件通过高压线束接插件相互连接，形成一个复杂的高压回路。高压互锁结构就像是这个回路的 “安全卫士”，时刻监测着回路的状态。

具体来说，高压互锁结构在接插件中设置了专门的互锁端子，这些互锁端子与高压端子相互配合。当接插件正常连接时，互锁端子形成一个闭合的低压信号回路；而一旦接插件出现松动、脱落等连接异常情况，互锁端子就会断开，低压信号回路随之中断。此时，车辆的控制系统会立即检测到这一变化，并迅速做出响应，比如切断高压电源，避免高压电对人员和车辆造成危险。

以车辆行驶过程为例，如果高压线束接插件因为车辆振动等原因出现松动，高压互锁结构能够在第一时间检测到，并将信号反馈给整车控制器（VCU）。VCU 在接收到信号后，会立即采取措施，如降低电机功率，使车辆减速，并最终安全停车，同时发出警报提醒驾驶员。这样就有效避免了在高压回路连接异常时，车辆继续运行可能带来的高压触电、电气短路等严重安全事故。

8 性能参数要求

8.1 一般要求

连接器标识

连接器孔位需使用数字、字母等明显标识。

可操作空间

接插件在使用过程中难免因各种原因需要进行拆装，所以在接插件布置过程中需要考虑接插件的可操作空间，通常情况下可以在布置过程中，在 CATIA 等 3D 软件内进行模拟仿真，以确定是否具备可操作性。

8.2 机械性能要求

端子在保护套内的保持力。

参考 SAE_J1742 标准如下表所示：

压接后端子与线缆的最小拉力。

端子拉力参考 SAE/USCAR-21 部分标准如下表所示：

mm2 Wire size	Pull-out F (N)
1	120
2	180
3	240
5	290
16	1500
35	2200
50~120	2700

8.3 电气性能要求

端子同导线压接后连接电阻。

连接电阻需满足下表中的要求。参考 SAE/USCAR-21 标准如下表所示：

连接器防触指保护

为防止人体与带电部件意外接触时发生危险，器件外壳除操作运行所必需的孔外不得开有通向带电部件的孔，或者具备相应的防触电保护部件。

参考 ISO20653，常用接插件的防触指要求为 IP2XB，直径 12mm 的有关节的测试指可完全穿入，但是应与危险部件保持一段足够距离（危险部件在进行缓慢移动时，探针不能接触到危险部件）。IP2XB 等级要求的试验探针如下图所示。

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