1 引言
目前國內新能源汽車市場競爭越發激烈，隨著國產特斯拉的降價和大眾的電動車型加入，後續競爭會更加白熱化。汽車企業只有憑藉高品質、高價值的產品和領先的技術，才能在激烈的新能源汽車市場中佔有一席之地。各大車企在技術不斷創新的同時，也在重點關注零部件成本最佳化，提高產品力和提升企業競爭力。高壓線束是純電動汽車中高價值的零部件，也是成本最佳化的主要零件。
2 高壓線束簡介及生產工藝
高壓線束將高壓系統上各個部件相連，作為高壓電源傳輸的媒介，是電動汽車上動力輸出的主要載體，主要用於傳輸電能及遮蔽外界訊號干擾。高壓線束具有高電壓、大電流、防護等級高及抗電磁干擾等特點，是純電動汽車高壓系統的神經網路，是整車效能和安全的關鍵零部件。
純電動汽車高壓線束一般分為動力電池高壓線束、電機控制器高壓線束、快充插座線束、慢充插座線束、空調系統線束及充電高壓線束，其中充電高壓線束是指連線高壓配電盒到車載充電機、空調壓縮機和動力電池包加熱器之間的線束。
高壓線束主要由高壓聯結器、高壓線纜、包覆物（膠帶、熱縮管、波紋管、耐磨自卷管等）、護板等組成。高壓線束生產工藝流程主要有裁線、附件預裝、端子壓接/超聲波焊接、遮蔽壓接、線束總裝及電檢。
3 高壓線束成本構成分析
高壓線束成本由物料成本、加工費、包裝運輸費及利管費構成，高壓線束物料成本主要由線束技術方案決定，其中加工費包含了人工成本、動力費、裝置折舊費及低值易耗品等費用。以下為某車型高壓線束成本構成比率圖（見圖1）及高壓線束物料成本構成比率圖（見圖2），高壓線束物料成本佔線束總成本比率約73.8%。需要不斷透過最佳化設計及最佳化生產工藝等方法，降低高壓線束成本。
4 高壓線束成本最佳化研究
汽車行業企業降成本主要有三類方法，規模類、供應商協作類和技術類降成本，其中技術類降成本是降低成本最有效且可持續的方法。
目前技術降成本的方法主要有以下三種：成本標杆法、管理技術法和技術手段法。一般情況下技術手段法包括減少冗餘功能、國產化率提升及規格統一平臺化等方法。在純電動汽車高壓線束降成本活動中，此次主要研究用技術手段法從以下幾個方面來進行高壓線束成本最佳化。
4.1 高壓系統架構最佳化
在純電動汽車上，高壓零部件有動力電池、三合一（電機控制器+驅動電機+差減）、PDU（高壓配電盒）、ECP（電動壓縮機）、二合一（IPS=OBC+DC-DC）、HVH（電池採暖）、PTC（乘員採暖）、慢充座（ACInlet）、快充座（DCInlet）及高壓線束等，這些部件組成了整車的高壓系統。純電動汽車高壓系統架構最佳化的好，可大幅減少接外掛的使用數量和冗餘的高壓線束。
以某專案高壓系統架構最佳化為例，最佳化前高壓線束系統架構中PDU僅作為電源分配功能模組存在，沒有整車功能效能相關模組，詳見圖3。
PDU的獨立，使得高壓線束系統中轉接數量增加。HVH和PTC兩個功能相近，使得高壓線束迴路數量增加。快慢充插座佈置在左右後側圍，距離用電器介面（電池快充介面在前部，充電機慢充介面在前艙）太遠，使高壓線束長度偏長。經過研究分析，實現功能的電器元件為僅用於連線功能的銅排和電源保護功能的熔斷器，與其他用電器整合難度小。PDU與IPU整合可以取消一個高壓配電盒總成，同時可以節省掉一套電機控制器線束（約1.5m的50mm2導線和兩對φ8mm端子接外掛），可帶來的降成本效益明顯。HVH和PTC兩個功能相近，這兩個功能合併，高壓線束可以減少一個迴路（約1.5m的3mm2導線和兩對片寬2.8mm端子接外掛），高壓系統架構最佳化後如圖4所示。透過此高壓系統架構最佳化，減少了4個高壓聯結器和兩根高壓線束，高壓線束能降成本約730元。
4.2 高壓線束佈置最佳化
高壓線束佈置需要根據車型進行不斷的最佳化，最佳化後可以減少高壓線纜的使用等，進一步降低成本。以某車型快慢充口布局最佳化為例，最佳化前快慢充口均佈置在左右後側圍，快慢充線束長度過長，其中慢充線束長度約4.5m，快充線束長度約4m，造成快慢充高壓線束成本高。最佳化後將充電口布置在左右翼子板處，靠近充電機和電池包佈置，減少高壓線束長度。最佳化前後佈置圖如圖5、6所示，透過此高壓線束佈置最佳化能降低成本約260元。
4.3 高壓線束物料最佳化
高壓線束成本構成中，物料成本佔比最高，對目前的現狀進行分析，目前高壓線束物料最佳化方向主要為充電插座一體式設計、高壓聯結器國產化、高壓線纜線徑最佳化及物料一對多可選最佳化。
4.3.1 充電插座一體式設計最佳化
充電插座最佳化前為分體式設計，成本較高，最佳化前分體式充電插座如圖7所示，含快充充電插座和慢充充電插座。透過充電插座按照平臺化方案進行開發設計，對所有專案的充電插座主體結構進行固化，以最大限度降低開發成本，最佳化後一體式充電插座詳見圖8所示。透過此最佳化可減少一套法蘭模具從而使高壓線束總成成本下降約8元。
4.3.2 高壓聯結器國產化
近年來高壓聯結器行業發展迅速，湧現出了一批優秀的國內高壓聯結器品牌供應商。最佳化前主要利用TE等外資品牌的高壓聯結器，透過高壓聯結器國產化不斷最佳化，用國產品牌如Luxshare、Ebusbar等進行國產化替代，對高壓聯結器降成本意義重大，如下表1所示為高壓聯結器國產化示範案例。
4.3.3 高壓線纜線徑最佳化
透過對法規的解讀、對標及統計雲端大資料等措施，來最佳化高壓線纜線徑。針對具體的高壓線纜，往往可以透過截面、溫度要求、柔韌性以及遮蔽效果的最佳化來量體裁衣，避免過度尺寸和過度的元件。以快充高壓線纜為例，最佳化前線纜線徑為70mm2，最佳化後為50mm2，均能滿足實際充電需求。
4.3.4 物料一對多可選最佳化
高壓線束物料一對多可以充分調動tier1供應商的積極性以及運用tier1供應商自己的供應鏈優勢，選擇成本最優方案進行供貨。以物料成本中佔比較高的高壓線纜為例，目前主要規格高壓線纜按照一對多思路按照高壓線纜標準進行開發，每一種規格線束廠有多個規格可選，其中各回路具體應用導線情況，需要根據整車實際負載情況確認。透過不斷的最佳化設計，目前很多物料可以實現一對多可選，以下表2僅為部分物料一對多示例。
4.4 平臺化及標準化設計
從整車線束原理和原材料等方面進行平臺化和標準化設計，可以大幅度縮短整車線束設計階段開發週期，減少重複驗證試驗，降低線束成本。透過線束物料的不斷平臺化和標準化，減少了物料的種類，提高單一物料的數量可起到規模化效應，對於物料降低成本意義重大。經過研究與分析，透過二級物料（聯結器、電纜、輔料等）的平臺化及標準化方案可大幅降低高壓線束物料成本。以下為高壓外掛平臺化示例，在滿足同等電效能的情況下，電池包鋁合金面板上的開孔尺寸能同時安裝不同品牌（TE、Luxshare）的板端聯結器，詳見圖9、10、11。此平臺化設計，通用性強。
5 總結與展望
純電動汽車高壓線束由於具有大電壓、大電流、大線徑導線數量多等特點，高壓線束面臨著佈線、安全、遮蔽、重量及成本等挑戰。高壓線束作為高價值的純電動汽車的零部件，透過研究不斷的成本最佳化，可為整車降成本做貢獻。降成本工作是一個不斷最佳化持續的活動，後續還需不斷最佳化，從而使整車成本降至最低，向客戶提供更有競爭力的產品。
