一種扁平導(dǎo)線（稱為高壓匯流排）的設(shè)計(jì)方案

從燃油汽車到電動汽車，汽車加速的轉(zhuǎn)變促進(jìn)了對車輛架構(gòu)的重新認(rèn)識。OEM 已經(jīng)意識到，由電動汽車帶來的架構(gòu)突破是對整車部件 -- 直至對電氣架構(gòu)的基礎(chǔ)構(gòu)建 -- 進(jìn)行優(yōu)化的一大良機(jī)。

這種創(chuàng)新精神甚至擴(kuò)展到了布線本身，OEM 正在將一種扁平導(dǎo)線（稱為高壓匯流排）作為傳統(tǒng)電纜的替代方案。與傳統(tǒng)電纜相比，高壓匯流排能負(fù)載更多的電力并最大限度地節(jié)省車輛內(nèi)的空間，使車輛更容易自動化裝配，從而削減成本并提高安全性。

然而，盡管高壓匯流排在某些應(yīng)用中具有明顯的優(yōu)勢，它們也有一些局限性。安波福通過創(chuàng)新解決方案解決了這些瓶頸，幫助 OEM 為下一代電動汽車奠定更好的基礎(chǔ)。

一種不同的方案

一個(gè)多世紀(jì)以來，圓形電纜幾乎可以視作實(shí)現(xiàn)各種電氣連接的基礎(chǔ)。靈活性是它們受到如此青睞的關(guān)鍵：它們可以在拐角處等障礙物四周穿過狹窄的空間進(jìn)行彎折，并且各端都配有連接器，使安裝變得容易。這些優(yōu)勢通常也體現(xiàn)在車輛電氣架構(gòu)中。但有幾個(gè)因素導(dǎo)致 OEM 越來越多地選擇稱為高壓匯流排的導(dǎo)體作為某些應(yīng)用的電纜的替代品。

高壓匯流排是用于承載電流的固體金屬條，它們通常設(shè)計(jì)成扁平狀，由銅或鋁制成。它們比電纜寬，但高度卻可比電纜低 70%。與相同橫截面面積的電纜相比，它們能負(fù)載更多的電流。憑借這些特性，高壓匯流排成為了電動汽車 (EV) 中一些高壓連接應(yīng)用的理想選擇，也成為未來汽車電氣架構(gòu)的關(guān)鍵組件。

高壓匯流排應(yīng)用的驅(qū)動因素

高壓匯流排應(yīng)用的首要推動因素是當(dāng)今車輛內(nèi)部空間不足。車輛中的每個(gè)傳感器、執(zhí)行器、電氣/電子設(shè)備等都需要電源和數(shù)據(jù)線路，以及與之配套的封裝空間。由于高壓匯流排的高度比電纜低，其較低的布線結(jié)構(gòu)為其它電氣部件留出空間。與電纜相比，它們還可以更緊密、精確地契合各種布線角度，充分適應(yīng)車輛結(jié)構(gòu)。

第二個(gè)推動因素是自動化裝配的需求。盡管車輛裝配在很大程度上已實(shí)現(xiàn)自動化，但安裝布線仍主要依賴人工進(jìn)行。由于線束的柔軟性，使機(jī)械臂難以夾持并將其放置在車輛中的正確位置上。

相比之下，機(jī)械臂將剛性的高壓匯流排移動到合適位置則要簡單得多。

從勞動力的角度來看，自動化裝配成本更低，質(zhì)量更高，而且更為安全，因?yàn)殡妱悠嚨倪\(yùn)行功率很高，自動化裝配使工人避免了與大電流接觸的潛在危險(xiǎn)。

高壓匯流排應(yīng)用的第三個(gè)推動因素是它可以負(fù)載更多電流。OEM 正在尋求提升電動汽車電池的功率以縮短充電時(shí)間，而相同橫截面的高壓匯流排可比電纜多負(fù)載 15%的電流。

此外，高壓匯流排的表面積更大，比相同長度的電纜散熱更有效——這是可以幫助 OEM 提高功率水平的另一個(gè)優(yōu)勢。

“這種創(chuàng)新精神甚至擴(kuò)展到了布線本身， OEM 正在將一種扁平導(dǎo)線（稱為高壓匯流排）作為傳統(tǒng)電纜的替代方案。與傳統(tǒng)電纜相比，高壓匯流排能負(fù)載更多的電力并更最大限度地節(jié)省車輛內(nèi)的空間，使車輛更容易自動化裝配，從而削減成本并提高安全性。”

挑戰(zhàn)

以上因素使得高壓匯流排成為了一個(gè)富有吸引力的選擇，但要實(shí)現(xiàn)對高壓匯流排的廣泛應(yīng)用還須克服幾個(gè)障礙。

連接器

connector

汽車行業(yè)在使用連接器連接電纜與設(shè)備方面有著悠久而豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過連接器將電纜輕松安全地插入、固定和鎖定到位。而目前，大多數(shù)制造商仍然采用螺栓來作為高壓匯流排的連接點(diǎn)。

螺栓固然可以發(fā)揮作用，但它有幾個(gè)缺點(diǎn)。螺栓比連接器在安裝時(shí)需要更多的工具和勞動力， OEM 必須測量施加到螺栓的扭矩以確保將螺栓擰緊。

此外，在汽車裝配時(shí)，OEM 希望盡量避免采用可能散落的金屬件（這會導(dǎo)致電氣元件短路），而螺栓就是一種必須考慮的部件。雖然業(yè)界尚未對高壓連接器接口制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，但是，我們知道，理想的連接器在手指接觸時(shí)必須是安全的，以防止意外接觸，它還應(yīng)最大限度地減少微動磨損并允許位置公差。

安波福已針對高壓匯流排應(yīng)用成功開發(fā)了可插拔母端子，以及相應(yīng)的公對公高壓匯流排連接器，采用不會因遇熱而松弛的不銹鋼彈簧將高壓匯流排固定到位。

靈活性

flexibility

在有些情況下可能需要為高壓匯流排賦予一定程度的靈活性。如果高壓匯流排難以彎曲，由于存在制造公差，可能難以安裝到位。此外，高壓匯流排對公差的容忍度很差，而考慮到熱膨脹或振動，公差將很難避免。

出于這些原因，OEM 正在尋求解決方案，為高壓匯流排添加可屈曲的構(gòu)成部分，在保持其優(yōu)勢的同時(shí)創(chuàng)造一定程度上的靈活度。這些構(gòu)成部分既可以位于終端也可以位于高壓匯流排中間某處。

一種方法用是編織帶代替高壓匯流排的某個(gè)構(gòu)成部分，這樣可以保持扁平的配置，不過對于自動裝配來說過于靈活。

另一種方法是用導(dǎo)電材料薄片代替高壓匯流排的某個(gè)構(gòu)成部分，然后將這些薄片堆疊起來。這種方法可在某一個(gè)方向上提供一定程度的靈活度。

屏蔽

shield

與任何電氣和電子設(shè)備一樣，流經(jīng)高壓匯流排的電流也會產(chǎn)生電磁輻射，可能會對車輛內(nèi)的電子設(shè)備造成干擾。隨著高壓匯流排的不斷發(fā)展，可供選擇的屏蔽方法也須不斷演進(jìn)。

與電纜屏蔽類似，高壓匯流排屏蔽使用在高壓匯流排周圍纏繞編織金屬套這一方法。這種方法保留了高壓匯流排的優(yōu)點(diǎn)，如比電纜更扁平的布線和更好的散熱，同時(shí)還最大限度地減少了干擾。

全局考慮

今天，高壓匯流排已被證明為是一種有價(jià)值的電池連接體，應(yīng)用于電動汽車中電池模塊之間的短距離連接。即使是在這樣狹小的空間中，也需要具備一些靈活性以吸收振動并提供容差度。

隨著高壓匯流排應(yīng)用擴(kuò)展到電池之外的區(qū)域，OEM必須在設(shè)計(jì)決策時(shí)考慮到整個(gè)電氣/電子架構(gòu)，以決策是否應(yīng)用高壓匯流排、在哪里應(yīng)用、如何與其它組件連接、以及在何處添加屏蔽或靈活性。

安波福在制造創(chuàng)新且可靠的電纜和連接器方面擁有悠久的歷史。憑借在布線和連接器領(lǐng)域的專長，我們知道如何設(shè)計(jì)組件，幫助 OEM 解決最為棘手的挑戰(zhàn)。

最為重要的是，我們是在整體汽車架構(gòu)的前提下來考慮這些組件的。高壓匯流排是安波福針對未來汽車提出的 Smart Vehicle Architecture愿景中不可或缺的組件，高壓匯流排與模塊化區(qū)域架構(gòu)以及安波福的 Dock & Lock連接系統(tǒng)相結(jié)合，將簡化汽車架構(gòu)的整體設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)自動化程度更高的裝配。它們一起將為下一代電動汽車奠定基礎(chǔ)。

審核編輯：劉清