電動汽車高壓線束技術(shù)規(guī)范

發(fā)布時間：2022-03-04作者來源：金航標瀏覽：2902

一、范圍

本規(guī)范規(guī)定了電動汽車高壓線束設(shè)計過程中涉及到的符號、代號、術(shù)語及其定義，設(shè)計準則，布置要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，材料選用要求，性能設(shè)計要求，設(shè)計計算方法，安全使用要求等。

二、規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其[敏感詞]版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T 2423.17 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程-鹽霧試驗
GB 4208 外殼防護等級（IP代碼）
GB/T 12528-2008 交流額定電壓3kv及以下軌道交通車用電纜
GB 14315 電力電纜導(dǎo)體用壓接型銅、鋁接線端子和連接管
GB/T 14691 技術(shù)制圖字體
GB/T 18384.2 電動汽車安全要求第2部分功能安全和故障防護
GB/T 18384.3 電動汽車安全要求第3部分人員觸電防護
GB/T 18487.1 電動車輛傳導(dǎo)充電系統(tǒng) 一般要求
GB/T 18487.2 電動車輛傳導(dǎo)充電系統(tǒng)電動車輛與交流直流電源的連接要求
GB/T 18488.1 電動汽車車用電機及其控制器技術(shù)條件
GB/T 19596 電動汽車術(shù)語
QC/T 413 汽車電氣設(shè)備基本技術(shù)條件
Q/TEV 100 整車產(chǎn)品圖樣及技術(shù)文件編號規(guī)則
Q/TEV 31306 電動汽車線束號編號規(guī)則
Q/TEV 31307 電動汽車動力系統(tǒng)線號編號規(guī)則
SAE J1654 高壓電纜
SAE J1673 電動汽車高壓電纜總成設(shè)計
SAE J1742 道路測量車載電線束高壓連接-試驗方法和一般性能要求

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三、術(shù)語和定義

（1）工作電壓：在任何正常工作狀態(tài)下，電氣系統(tǒng)可能產(chǎn)生的交流電壓（均方根值rms）或直流電壓的[敏感詞]值（不考慮瞬時電壓）。

（2）高壓：根據(jù)具體的電壓等級，電動汽車的電壓級別為B級。

直流：DC60V<U≤DC1000V.

交流：（15HZ-150Hz）AC25V<U（rms）≤AC660V.

（3）高壓系統(tǒng)：所有直接或間接連接于高壓電路中，包括線束（電纜和插件）和設(shè)備（負載、發(fā)電機、儲能系統(tǒng)），均稱為高壓系統(tǒng)。

（4）帶電部件：正常使用時被通電的導(dǎo)體或?qū)w部件。

（5）直接接觸：人員和帶電部件的接觸

（6）外露可導(dǎo)電部件

按照GB 4208規(guī)定，可以通過IPXXB試指觸及的導(dǎo)電部件。

注1：本概念是針對特定的電路而言，一個電路中的帶電部件也許是另一個電路中的外露導(dǎo)體，例如：電動汽車的車身可能是燈光、刮水電機電路中的帶電部件，但對于動力電路來說它是外露導(dǎo)體。

（7）間接接觸：人員、基本絕緣故障情況下變?yōu)閹щ姷耐饴犊蓪?dǎo)電部件之間的接觸。

（8）爬電距離：連接端子的帶電部分（包括任何可導(dǎo)電的連接件）和電底盤之間，或兩個電位不同的帶電部分之間的沿絕緣材料表面的最短距離。

（9）可導(dǎo)電部件：能夠使電流通過的部件，在正常工作狀態(tài)下不導(dǎo)電，但當(dāng)基本絕緣故障的情況下，可能成為帶電部件。

（10）壓接：接觸端子和導(dǎo)線一般是壓接，對于可選擇的，如硬焊接或者軟焊接，通過檢查環(huán)境和需求合理選擇。為了簡化起見，在本設(shè)計規(guī)范里的連接特指壓接。

四、應(yīng)滿足的功能要求及應(yīng)達到的性質(zhì)要求

（1）功能要求

高壓線束的主要功能是在有電壓和所需的安裝環(huán)境下安全傳遞電流；對于高壓電的安全準則需求必須遵守。

（2）性能要求

①溫度要求

根據(jù)整車內(nèi)的位置，整車溫度可分為表1中所示的三檔。

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道路車輛的線束其電纜長期允許工作溫度不超過125℃，如果電纜的布置環(huán)境溫度超過了電纜允許的工作溫度，則宜按照本規(guī)范第8.1節(jié)的規(guī)定，采取增大電纜的截面積的方法，使線束滿足環(huán)境溫度的要求。

②電壓要求

根據(jù)電動汽車的電壓級別為B級，整車高壓的額定電壓為：DC1000V、AC660V；

高壓線束的額定電壓須略高于整車額定電壓，規(guī)定高壓線束的額定電壓為：AC750V。

③耐電壓

根據(jù)GB/T 18488.1，彼此無電連接的電路之間介電強度應(yīng)能耐受（2U+1000）的試驗電壓，即在線束與部件脫開的情況下，線束對車體耐電壓：AC2500V/50HZ/1min，漏電流不超過10mA，不發(fā)生閃爍擊穿現(xiàn)象。

④絕緣電阻

根據(jù)SAE J1742，絕緣電阻測試電壓為DC1000V，在線束與所連接部件脫開的情況下，線束對車體絕緣電阻在任何情況下均應(yīng)大于100mΩ.

⑤鹽霧要求

鹽霧試驗按照GB/T 2423.17的規(guī)定進行，高壓線束在試驗箱內(nèi)應(yīng)處于正常安裝狀態(tài)。試驗時間16h。試驗結(jié)束后，高壓線束靜止恢復(fù)（1-2）h后，通電后應(yīng)能正常工作，不考核外觀。

⑥阻燃要求

線束所用材料要求阻燃等級為UL94V-0.

⑦線束拉脫力要求

電纜壓接至連接器后，拉脫力應(yīng)不小于最小拉脫力。根據(jù)SAE J1742，最小拉脫力見表2.

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五、設(shè)計輸入、輸出要求

1.設(shè)計輸入要求

（1）電氣設(shè)計的輸入要求及動力系統(tǒng)配置情況。

（2）整車中布置圖。

（3）線束敷線圖。

（4）高壓系統(tǒng)中的各電氣部件的安裝位置，線束與電氣部件的對接形式。

（5）高壓系統(tǒng)中的各電氣部件的負載特性。特性包括穩(wěn)態(tài)電流強度、電壓要求，瞬態(tài)條件和電流強度及電流波形（平穩(wěn)、脈沖、頻率等）。

2.設(shè)計輸出要求

（1）線束圖的內(nèi)容

線束圖的內(nèi)容包含主干線、分支線、現(xiàn)場、接插器外形圖、插件名稱及型號、插件所對應(yīng)部件的名稱、插件孔位號、孔位號所對應(yīng)的電纜線號、線徑、定義；其次還應(yīng)包含線束接線表，插件視圖方向，技術(shù)要求等。電纜應(yīng)標明線材型號。

（2）線束保護套的顏色

線束的保護套包括波紋管、熱縮套管。

波紋管的顏色采用橙色（GB30）。

熱縮套管的顏色：采用不同顏色熱縮套管對極性進行區(qū)分，正極為紅色，負極為藍色，U相為[敏感詞]，V相為綠色，W相為紅色。

（3）線束的長度

①電纜的長度

根據(jù)整車的總布置、線束敷線圖，測量出電纜所需長度，在所測量的長度基礎(chǔ)上，宜增加不超過200mm的裕量。

②波紋管的長度

根據(jù)電纜的長度，須在電纜長度的基礎(chǔ)上減去電纜伸進去部件內(nèi)的長度，該減去長度的具體值依據(jù)具體部件而定。

③熱縮套管的長度

在波紋管的兩端，須燙熱縮套管，以確保波紋管與電纜的套接不會晃動。熱縮套管的長度須等于電纜伸進去部件內(nèi)的長度值。

④屏蔽型電纜屏蔽層的長度

當(dāng)電纜須采用屏蔽性電纜時，如連接控制器與電機的三相高壓線束，屏蔽層須剝出，單獨采用規(guī)格（φ8/4.0）的交聯(lián)聚烯烴熱縮管套接，熱縮后的屏蔽層長度以大于等于200mm且小于等于250mm為宜。

（4）電線的標號

線束圖中應(yīng)標明每根電纜的線號，線號的編號嚴格執(zhí)行企業(yè)標準Q/TEV 31307.

（5）線束的標號

線束圖中應(yīng)標明該線束圖所對應(yīng)的線束號，線束號的編號嚴格執(zhí)行企業(yè)標準Q/TEV 31306.

（6）線束圖中的接插件

線束圖中應(yīng)標明接插件視圖方向、型號、孔位布局和編號、孔位對應(yīng)的電線標號。

（7）電纜型號

線束圖中應(yīng)標明各電纜的型號，電纜型號的選取應(yīng)符合GB/T 12528中的規(guī)定。推薦型號見表3

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（8）線束圖的技術(shù)要求

線束圖中應(yīng)包含技術(shù)要求，規(guī)定線束生產(chǎn)的注意事項、技術(shù)條件要求等。

（9）圖框、圖號、圖樣名稱

線束圖其圖框、圖號、圖樣名稱應(yīng)符合公司標準Q/TEV 100的規(guī)定。

（10）字體

①文字種類、字體高度參見表4.

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②繪制圖樣時，漢字的字體盡量采用CAD默認的長仿宋體，且在同一張圖中，只允許使用一種字體。

③未做規(guī)定的均按GB/T14691的規(guī)定執(zhí)行。

六、裝配要求

1.結(jié)構(gòu)要求

高壓線束應(yīng)在機械和電氣安全的情況下，以專業(yè)的施工方法將線束和所接部件（如高壓配電盒、電機控制器、電機、輔助電源等）匹配。線束插拔或連接部分應(yīng)預(yù)留出適當(dāng)?shù)拈L度，長度推薦值為150mm，便于車輛裝配，以及便于對部件進行定期維修。

2.布線方案

布線方案應(yīng)有助于清除不正確的安裝和錯誤的線束路線。

走線應(yīng)避免形成大的電磁環(huán)。

高低壓平行走線距離間隔須大于400mm，如果實際境況確實無法達到此要求，高低壓需相互垂直走線。

測量在發(fā)生碰撞情況下，須確保線束不會受到擠壓，以防線束破裂造成短路。

3.線束固定保護件要求

針對高壓線束的布置，應(yīng)盡可能地對線束進行保護，使線束與車體之間的相對運動最小化。宜采用具備絕緣性能的結(jié)構(gòu)部件，如電纜夾、電纜槽等。布線裝配應(yīng)剛好放入光滑的電纜夾或電纜槽中。對用于布線、包裝和定位線束用途的所有線束固定保護件（如卡箍、螺栓等）進行充分地保護，宜涂抹凡士林，防止腐蝕。線束固定保護件之間的距離不得大于400mm。

4.線束連接器裝配空間要求

所有連接器位置宜預(yù)留便于操作的不小于200mm的空間，以便連接和斷開連接。連接器與部件之間的連接應(yīng)適當(dāng)消除機械應(yīng)力。

5.線束電纜彎曲半徑要求

避免電纜出現(xiàn)小的彎曲半徑。一般情況下，最小彎曲半徑等于電纜外徑的5倍。應(yīng)避免接頭中存在彎曲電線，否則，接頭后部密封件中可能出現(xiàn)漏電通路。

6.線束布置防水要求

對于車輛底部、輪艙濺水區(qū)，應(yīng)特別注意水和道路磨料會損壞線束。

濺水區(qū)中的連接器應(yīng)進行裝袋防護。

7.線束布置防磨要求

需保護所有高壓線束，以防震動和磨損。因車輛的震動，應(yīng)除去線束上所接觸的金屬部件邊緣的毛刺，對于凸緣、滾制處，使用適當(dāng)膠圈進行保護，且膠圈須固定牢靠。用于固定線束的電纜夾應(yīng)穩(wěn)固地連接至設(shè)備或框架結(jié)構(gòu)以及線束上。

8.線束布置防熱要求

線束應(yīng)距離熱源（如發(fā)動機排氣管、大氣泵銅管路等）大于200mm，如不能滿足要求，保護所有線束，以抵抗輻射熱源，宜采用阻燃隔熱棉對線束進行包扎，或在線束附近增加隔熱板處理。

9.線束與活動件的隔離要求

活動件（如皮帶、風(fēng)扇、傳動軸等）附近的線束必須彎曲時，將支撐夾完全緊固于兩端位置處。布線系統(tǒng)必須能夠彎曲，而且不會促成線束磨損或?qū)顒蛹斐筛蓴_。

七、關(guān)鍵件選用規(guī)范要求

1.高壓電纜：應(yīng)遵循SAE J1654、SAE J1673規(guī)定的要求。

2.高壓連接器：應(yīng)遵循SAE J1742規(guī)定的要求

應(yīng)注意事項：

①防護等級。除銅接頭外，連接器在結(jié)合狀態(tài)時，無論安裝于何處，連接器須不小于IP65.

②防腐蝕。為防止銅接頭被復(fù)式，銅接頭表面的鍍錫成不得破損。

③銅接頭的型號有SC、T、OT、HUP等。不同型號的銅接頭（如SC 50-8、OT 50-8），其寬度不同。針對過線孔較小的情況，應(yīng)選取寬度與之匹配的銅接頭型號。

④銅接頭其壓接電纜孔的截面積須與所連接電纜導(dǎo)線的截面積匹配。

銅接頭其過螺栓孔的直徑須與部件螺栓的直徑匹配。

⑤針對于O型銅接頭，其型號有FOT與OT兩種。區(qū)別在于：FOT型號，其壓接電纜孔處外圍有絕緣護套包裹：OT型號，其壓接電纜孔外圍無絕緣護套包裹。

八、設(shè)計計算

1.電纜的選取

（1）電纜截面積

①確定高壓線束說連接的電氣部件的負載特性。特性包括穩(wěn)態(tài)電流強度、電壓要求，瞬態(tài)條件和電流強度及電流波形（平穩(wěn)、脈沖、頻率等）。

②根據(jù)穩(wěn)態(tài)電流強度，確定電纜的截面積。在125℃下，常見銅芯電纜線徑截面積與載流量的匹配參見表5.

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③如果電纜的布置環(huán)境超過了電纜允許的工作溫度，則必須選擇較大截面積的電纜。對于TMAX為180℃時，導(dǎo)體截面積升一檔使用，TMAX為250℃時，導(dǎo)體截面積升兩檔使用。例如，當(dāng)最大電流為150A時，125℃情況下選用35mm2線束，180℃情況下選用50mm2線束，250℃選用70mm2線束。

（2）電纜結(jié)構(gòu)

高壓電纜結(jié)構(gòu)示意圖見圖1.高壓電纜從類型上分為單芯電纜和多芯電纜，高壓電纜的截面應(yīng)為圓形。其護套顏色為橙色（顏色GB 30）。多芯電纜有多個單芯線組成，其中單芯線也同時滿足單芯電纜中相關(guān)導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)。

高壓單芯電纜從結(jié)構(gòu)上主要由導(dǎo)體和護套組成，主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)有單根銅線直徑、根數(shù)、導(dǎo)體直徑、絕緣直徑、內(nèi)護層直徑和護套外徑等。

帶屏蔽層的高壓電纜采用裸銅或鍍銅線編織在內(nèi)護套層上；在屏蔽和外護套之間可以有一層附加的包帶；電纜的外護套應(yīng)緊密擠包，但不粘連屏蔽層。