微混模式(啟/停系統),一般都是用12V的電池(有些用14V)。相對于傳統車,主要變化是交流電機的應用。而交流系統的引入帶來的最大問題就是電磁干擾。從前的低壓系統都是直流系統,電磁干擾問題并不顯著,而現在有了大電流交流的應用,電磁屏蔽(抗電磁干擾)就變成了一個非常重要的課題。
中混模式的新能源汽車,最大的不同是高壓電池包的引入,電壓達到120V,甚至更高到144V,而提供給交流電機的電流通常在100~150A之間,這給整個高壓電氣回路帶來挑戰。除了同樣要解決交流電機的抗干擾問題外,還需要解決高壓線束帶來的安全隱患問題。這是因為,電池包通常在車的后部,而交流電機卻在汽車的前部,這就需要高壓系統穿過整輛車。傳統的低壓線束可以從車的內部穿過,高壓線束如果也從車內穿過,會帶來相當大的安全隱患。因此,高壓線束需要從車的外部穿過,而這又對高壓電氣系統的機械防護提出了新的課題。
全混合動力汽車與插電式混合動力汽車的技術類型相似,電池電壓在288~360V之間,電機的功率也通常從10多kW上升到25kW以上,最高可能到40多kW~60kW。在這種高電壓大功率下,電流高達250A甚至300A。通常這樣等級的電流,只有在工業場合大功率用電設備才會應用,現在要應用在汽車上,對汽車的空間和載重量提出了新挑戰。
高壓電氣系統涉及到的零部件包括高壓線束、接插件和動力配電系統。而插電式混合動力汽車和全電動車還涉及到充電系統,這些都是高壓電氣系統的范疇。新能源車高壓電氣系統所面臨的挑戰是通過這些零部件來逐一解決。
首先是線束。線束電流的升級意味著線束直徑必須非常粗,這使布線走向以及電磁干擾及屏蔽就變得非常重要。因此,線束機械防護非常重要,因為電動汽車的高壓線束通常是布局在車外。如此粗的高壓線束要在最小的空間布置,還要考慮到它的防護性和抗干擾,這需要有新的解決方案。另外還要考慮的因素是這些線束所處的高振動環境。線束在振動的過程中會產生磨損,因此對于線束質量而言,如何優化布置方案和抗疲勞設計都是新的挑戰。
應對上述挑戰,目前有兩種方法,一種是現在國內普遍使用的技術,即將線束置于塑料線槽內。其特點是成本低,但缺點是它要求的空間比較大,對線束也不能起到很好的保護作用。另一種技術是日本和美國的汽車公司常用的彎管技術。即用輕質金屬管作保護,將線束從金屬管內穿進去,然后把裝有線束的金屬管一起彎成與底盤走勢相同布局的形狀。線束通常是柔性部件,用了這種技術后使高壓線束變成剛性部件了,就如同機械零部件。這種彎管技術易于安裝,機械保護性能優于塑料線槽。