一站式精密五(wǔ)金件加工製造
0769-33365859
138-2527-8561
一、範圍
本(běn)規範規定了電動汽車高壓線束設計過程中涉及到的符號(hào)、代號、術語及其(qí)定義,設計準則,布置要求(qiú),結構設計要求,材料選用要求,性能設計要求(qiú),設計計算方法,安全使(shǐ)用要求(qiú)等。
二、規範(fàn)性引(yǐn)用文(wén)件(jiàn)
下列文件對於(yú)本文件的(de)應用是必不可少的。凡是注日期的引用文(wén)件,僅所注日期的版本適用於本文件。凡是不注日期(qī)的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用於本文件。
GB/T 2423.17 電工電子產品基本環境試驗規程-鹽霧試驗
GB 4208 外殼防護等(děng)級(IP代碼)
GB/T 12528-2008 交流額定電壓3kv及以下軌道交通車(chē)用電纜
GB 14315 電(diàn)力電纜導體用壓(yā)接型銅、鋁接線端子和連接管(guǎn)
GB/T 14691 技術(shù)製圖 字體
GB/T 18384.2 電動汽車 安全要求 第(dì)2部分功能安全和故障防護(hù)
GB/T 18384.3 電動汽車 安全要求(qiú) 第3部(bù)分 人員觸電防護(hù)
GB/T 18487.1 電動車輛傳導充電係統 一般要(yào)求(qiú)
GB/T 18487.2 電動車輛傳導充(chōng)電係統(tǒng)電動車輛與交流直流電源的連接(jiē)要求
GB/T 18488.1 電動汽車車用電機及其控製器技術條件(jiàn)
GB/T 19596 電(diàn)動汽車術語
QC/T 413 汽車電(diàn)氣設備基本技術條件
Q/TEV 100 整車(chē)產品圖樣及技術文件(jiàn)編號規則
Q/TEV 31306 電動汽車線束號編號規則
Q/TEV 31307 電(diàn)動汽車(chē)動力(lì)係統線號編號規則
SAE J1654 高壓電(diàn)纜
SAE J1673 電動汽車高壓電纜總成(chéng)設(shè)計
SAE J1742 道路測量車(chē)載電線束高壓連接(jiē)-試驗方法和一般性能要求
三、術語和定(dìng)義
(1).工作電壓:在任何正常工作狀態下,電氣係統可(kě)能產生的交流電壓(均方根值rms)或(huò)直流電(diàn)壓的最高值(不考慮瞬時電壓)。
(2).高(gāo)壓:根據具體的電壓等級,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).高壓係統:所有(yǒu)直接或間接連接於高壓(yā)電(diàn)路中,包括線束(電纜和插件)和設備(負載、發電機、儲能係統),均稱為高壓係統。
(4).帶電部件:正常使用時被通電的(de)導體(tǐ)或導體部件。
(5).直接接觸:人員和帶電部件的接觸
(6).外露可導電部件
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(niàn)是針對特定的電路而言,一個電路中的帶電部件也許(xǔ)是另一個電路中的外露導體,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,但對於動力電(diàn)路來說它(tā)是外露導(dǎo)體。
(7).間接接觸:人員、基本絕(jué)緣故障情況下變為(wéi)帶電(diàn)的外露可導電部件之間的接觸。
(8).爬電距離:連接端子(zǐ)的帶(dài)電部分(包括任何可(kě)導電的連接(jiē)件)和電底盤之間,或兩(liǎng)個電位不同的帶電部(bù)分之(zhī)間的沿絕緣材料表麵的最短距離。
(9).可導電部件:能夠使電流通過的(de)部(bù)件,在(zài)正常(cháng)工作狀態下(xià)不(bú)導電,但當基(jī)本絕緣故(gù)障的情況下,可能成為帶電(diàn)部件。
(10).壓接:接觸端(duān)子和導線一(yī)般(bān)是壓接,對於可選擇的,如硬焊接或者軟焊接,通過檢查環境和需求合理選擇。為了簡化起見,在本設計規範裏的連接特指壓接。
四、應滿足的功能要求及(jí)應達到(dào)的性質要求
(1).功能要求
高壓線束的主要功能是在有電壓和所需的(de)安裝環境下安全傳遞電流;對(duì)於高(gāo)壓電的安全準則需(xū)求必(bì)須遵(zūn)守。
(2).性能(néng)要求
①溫度要求
根據整車(chē)內的位置,整車溫(wēn)度可分為表(biǎo)1中所示的三檔。
道路車輛的線束其(qí)電纜長期(qī)允(yǔn)許工作(zuò)溫度不超過125℃,如果電(diàn)纜的布置環境溫度超過了電纜(lǎn)允許的工作溫度,則宜按照本規(guī)範第8.1節的規定,采取增大電纜的截(jié)麵積的方法,使線束滿足環境溫度(dù)的要求。
②電壓要求
根據電(diàn)動汽車的電壓級別為B級,整(zhěng)車(chē)高(gāo)壓的額定電(diàn)壓為:DC1000V、AC660V;
高壓線束的額定電壓須略高於整車(chē)額定電壓,規定高(gāo)壓線束的額定電壓為:AC750V。
③耐電壓
根據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(duì)車體耐電壓:AC2500V/50HZ/1min,漏電流不超過10mA,不(bú)發生閃爍擊(jī)穿現象。
④絕緣電阻
根據SAE J1742,絕緣電阻測試電壓為(wéi)DC1000V,在(zài)線束與所連接部件脫開的情況下(xià),線束對車體絕緣電(diàn)阻在任何情(qíng)況(kuàng)下均應大於100mΩ.
⑤鹽霧要求
鹽霧(wù)試(shì)驗按照GB/T 2423.17的規定進行,高壓線束在試驗箱內應處於正常安裝狀態。試驗時(shí)間16h。試驗結束後,高壓(yā)線束靜止恢複(1-2)h後,通電後應能正常工作,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(lì)要求(qiú)
電纜壓接至連接器後(hòu),拉(lā)脫力(lì)應不小於最小拉脫力。根據SAE J1742,最小拉脫力見(jiàn)表2.
五、設計輸入、輸出要求
1.設計輸入要求
(1)電氣設計的輸入要求及動力係統配置情況。
(2)整車中布置圖。
(3)線(xiàn)束敷線圖。
(4)高壓係統(tǒng)中(zhōng)的(de)各電氣部件(jiàn)的安裝位置,線束與電氣部件的對接形式。
(5)高壓係統中的各電氣部件的負載特性。特性(xìng)包括穩態電流強度、電壓要求,瞬態條件和(hé)電流強度及電流波形(平穩、脈衝、頻(pín)率等)。
2.設計輸出要求(qiú)
(1)線束圖的內容
線束圖的(de)內容包含主幹線、分支線、現場、接插器外形圖、插件名稱及(jí)型號(hào)、插件所對應部件的名稱、插件孔位(wèi)號、孔位號所對應的(de)電纜線號、線徑、定義;其次還應包(bāo)含線束接線表,插件視圖方向,技術要求等。電纜應標明線材(cái)型號。
(2)線束保護套的顏色(sè)
線束的保護套包括波紋管、熱縮套管。
波紋管的顏色(sè)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分,正極為紅(hóng)色,負(fù)極為藍色,U相為黃色,V相為綠色,W相為紅色。
(3)線束的長度(dù)
①電纜的長度
根據整車的總布置、線束敷線圖,測量出電纜所需長度,在所測(cè)量的長度基礎上,宜增加(jiā)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上減去電纜伸進去部件內的長度,該減去長度(dù)的具體值依據具體部(bù)件而定。
③熱縮套管的長度
在波紋管的兩端,須燙(tàng)熱縮套管,以確保波(bō)紋管與電纜的套接不會晃動。熱縮套(tào)管的(de)長度(dù)須等於電纜伸進去部件內的長度值。
④屏蔽型電纜屏蔽層的長度
當電纜須采用屏蔽性電纜時,如(rú)連接控製器與電機的三相高壓線束,屏蔽層須剝出,單獨采用規格(φ8/4.0)的交聯聚烯烴熱縮(suō)管套接,熱縮後(hòu)的(de)屏蔽層長度以(yǐ)大於等於200mm且小於等於(yú)250mm為宜。
(4)電線的標號
線束圖中應標明每(měi)根電纜的線(xiàn)號,線號的(de)編號嚴格執行企業標準Q/TEV 31307.
(5)線束的標號(hào)
線(xiàn)束圖中應標明該線(xiàn)束圖所對應的線束(shù)號,線束號的編號嚴格執行企業標準Q/TEV 31306.
(6)線束圖中的接插件
線束圖(tú)中應標明接插件(jiàn)視圖方向、型號、孔位(wèi)布局和編號、孔位對(duì)應的電線標號(hào)。
(7)電纜型號(hào)
線束圖中應標明各電纜的(de)型號(hào),電纜(lǎn)型號的選取應符合GB/T 12528中的規(guī)定。推薦型號(hào)見表3.
(8)線束圖的技術要求
線束圖中應包(bāo)含技術要求,規定(dìng)線束生產的注意(yì)事項、技術條件(jiàn)要求等。
(9)圖框、圖號、圖樣名(míng)稱
線束圖其圖框(kuàng)、圖號、圖樣名稱(chēng)應(yīng)符合公司(sī)標準Q/TEV 100的規定。
(10)字體
①文字種類(lèi)、字體(tǐ)高度參見表4.
②繪製圖(tú)樣時,漢(hàn)字的字體盡量采用CAD默認(rèn)的長仿宋體,且在同一張圖中,隻允許(xǔ)使用(yòng)一種字體。
③未做規定的均(jun1)按(àn)GB/T14691的規定執行。
六、裝配要求
1.結構要(yào)求
高壓線束應在機械和(hé)電氣安(ān)全的情(qíng)況下,以專業的施工方法將線束和所接部件(如高壓配電盒、電機(jī)控製器、電機、輔助電源等)匹配。線束插拔或連接部分應預留出(chū)適當(dāng)的長度,長度推薦值(zhí)為150mm,便於車輛裝配,以及便(biàn)於對部件進行(háng)定期維修。
2.布線方案
布線方案應有助於清除不正確的安(ān)裝和錯(cuò)誤的線束路線。
走線應避免形成(chéng)大的電磁(cí)環。
高低壓平(píng)行走線距離間隔須大於400mm,如(rú)果實際境況確實無法達到此要求,高低壓需(xū)相互垂直走線(xiàn)。
測量在發生碰撞情況下,須確保線束不會受到擠壓,以防線束破裂造(zào)成短路。
3.線束固定保護件要求
針(zhēn)對高壓線束的布置,應盡可能地對線束(shù)進行保護,使線束與車體之間的相對運動最小化(huà)。宜采用具備絕緣性能的結構部件(jiàn),如電纜夾、電纜槽等。布線裝配應剛好放入(rù)光滑的電(diàn)纜夾或電纜槽中。對用於布線、包裝和定位線(xiàn)束用途的所有線束固定保護件(如卡箍、螺栓等)進(jìn)行充分地保護,宜塗抹凡(fán)士林,防止腐蝕。線(xiàn)束固定保護件之間的距離不得大於(yú)400mm。
4.線束連接器裝配空間(jiān)要求
所有(yǒu)連接(jiē)器位置宜預留便於操作的不小於200mm的空間,以便(biàn)連接(jiē)和斷開連接。連接器(qì)與(yǔ)部(bù)件之間(jiān)的連接應適當消除機械應力(lì)。
5.線束電(diàn)纜彎曲半徑要求
避免電纜出現小的彎曲半徑。一般情況下,最小(xiǎo)彎曲半(bàn)徑等於電纜外徑的5倍。應避免接頭中存在彎曲電(diàn)線,否則,接頭後部密(mì)封件中可能出現漏電通路。
6.線束布置防水要求
對於車輛底部、輪艙濺(jiàn)水區(qū),應特別注意水和道路磨料會損壞線束。
濺水區中的連(lián)接(jiē)器應(yīng)進行裝(zhuāng)袋防護。
7.線束(shù)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,應除去線束上所接觸的金屬部件邊緣的毛刺,對於凸緣、滾製處,使(shǐ)用適當膠圈進行保(bǎo)護,且膠圈須固定牢靠。用於固定線束的電纜夾應穩固地連接至(zhì)設備或框架結構以(yǐ)及線束上。
8.線束布置防熱要求
線束應距離(lí)熱源(如發動機排氣管、大氣(qì)泵銅管路(lù)等)大於200mm,如不能(néng)滿足(zú)要求(qiú),保護所有線束,以抵抗輻(fú)射熱源,宜采用阻燃隔熱棉對線束進行包紮,或在(zài)線束附近增(zēng)加隔熱板處理。
9.線束與活動件的隔離要求
活動件(如皮帶、風扇、傳動軸等)附近的線束必須彎曲時,將支撐夾完全緊固於兩端位置處。布線係統必(bì)須能夠彎曲,而且不會促成線束磨損或對活動件造成幹擾(rǎo)。
七(qī)、關鍵件選用規範要求
1.高壓電(diàn)纜:應(yīng)遵循SAE J1654、SAE J1673規定的要求。
2.高壓(yā)連接器:應遵循(xún)SAE J1742規定的要(yào)求
應注意事項:
①防護等級。除銅接(jiē)頭外,連接器在結合狀態時,無論安(ān)裝(zhuāng)於何處,連(lián)接器須不小於IP65.
②防(fáng)腐蝕。為防止銅接頭被(bèi)複式,銅接頭表麵(miàn)的鍍錫成不(bú)得破損。
③銅接頭的型(xíng)號有(yǒu)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,應選取寬度與之匹配的銅接頭型號(hào)。
④銅接頭其(qí)壓接電纜孔的截麵積須與所連接電纜導(dǎo)線的截麵積(jī)匹配(pèi)。
銅接頭其過螺栓孔的直徑須與部件螺栓的直徑匹配。
⑤針對於O型(xíng)銅接頭,其型號(hào)有FOT與OT兩種。區別(bié)在於:FOT型號,其壓接(jiē)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、設計計算
1.電纜(lǎn)的選取
(1)電纜截麵積
①確定(dìng)高壓(yā)線束說連接的電氣(qì)部件的負載特性。特性包(bāo)括穩(wěn)態電流強度、電壓要求,瞬態(tài)條件和電流強度及電流(liú)波形(平(píng)穩、脈衝、頻率等)。
②根據穩態電流強度,確定電纜的截麵積。在125℃下,常見銅(tóng)芯電纜線徑(jìng)截麵積與載流量的匹配參見表5.
③如果電纜的布(bù)置環境超過了電纜允許的工作溫度,則必須選擇較大截麵積的電纜。對於TMAX為180℃時(shí),導體截麵積升(shēng)一檔使用,TMAX為250℃時,導體截麵積升兩檔(dàng)使用。例如,當(dāng)最大電流為150A時,125℃情況(kuàng)下選用35mm²線束(shù),180℃情況下選用(yòng)50mm²線束(shù),250℃選用70mm²線(xiàn)束。
(2)電纜結構
高壓(yā)電(diàn)纜結構示意圖見圖1.高壓電纜從類型上分為單芯電纜和多芯電纜,高壓電纜的截麵應為圓形。其護套顏色為橙色(顏色GB 30)。多芯(xīn)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導體的結構尺寸參數。
高壓單芯電(diàn)纜從結構上主要(yào)由導體和護套組成,主要(yào)結構(gòu)尺寸參(cān)數有單根(gēn)銅線直徑、根數、導體直徑、絕緣直徑、內(nèi)護層直徑和護(hù)套外徑等。
帶屏蔽層的(de)高壓電纜采用裸銅或鍍銅線編織在內護套層上;在屏蔽和外護套之間可以有一層附加的包帶;電纜的(de)外護套應緊密擠包,但不粘連屏蔽層。
(3)電纜(lǎn)材料
導體:繞線式鍍錫退(tuì)火銅。
絕緣層:120℃-200℃級別,耐熱,無鹵素 XLP。
屏蔽層:鍍錫退火(huǒ)銅繞線編織而成。
護套:耐熱105℃-180℃,無Pb PVC(或HF-XLPO、TPE-E、PP-FR、ETFE可選)。
2.連接(jiē)器的選取
(1)連接器結構特征
連(lián)接器除線環、銅接頭外,連接器應具有主動(dòng)鎖定特(tè)征。應與所連接設備的插座進行匹(pǐ)配。
(2)連接器(qì)性能(néng)
連接(jiē)器(qì)的性能要(yào)求應符合SAE J1742.
(3)連接器爬電電阻、接觸電阻要求
連(lián)接器的(de)下列電阻不能(néng)超過表6的要求
九、安裝、試驗要求
1.安裝要求:參照本規範第6點執行
2.試驗(yàn)要(yào)求:參照GB/T 12528-2008 第7.4節,對電纜進行型式試驗。具體試驗項目見表7.
十、安全使用要求
1.操作
嚴禁非專業人員(yuán)對高壓線束進(jìn)行操作:專業人員對高壓線束進行操作前,需用數字萬用(yòng)表測量高壓(yā)正負線束端子之間直流電壓值、測量(liàng)U相(xiàng)、V相、W相兩兩之間的交流電壓值,在測量(liàng)值(zhí)為(wéi)0V的情況下(xià)才能進行操作。
2.保養
高壓線(xiàn)束需定裏程進行保(bǎo)養,依據《保養手冊》,每(měi)12000km檢查保養項目如下:
檢查高壓線束其電纜與連接器插件之間是否鬆動;
檢查高壓線束過線(xiàn)孔過線護套等防護是否完好,線束是否出現磨損;
檢查發動機艙等通過高溫區域線高壓線束隔熱材料是否脫落。