一(yī)站式精密五金(jīn)件加工製(zhì)造
181-2286-6311
138-2527-8561
一、範圍
本規範規定了電動汽車高壓線束設(shè)計過程中涉及到的符號、代號、術語及(jí)其定義,設計準則(zé),布置要(yào)求,結構設計要求,材料選(xuǎn)用(yòng)要求,性能設計要求,設計計算方(fāng)法,安全使用要(yào)求等。
二、規範性引用文件
下列文件(jiàn)對於本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅所注日期的版本適用於本文(wén)件。凡是不注日期的引用文件,其最新版(bǎn)本(包括所有的修改(gǎi)單)適(shì)用於本文件。
GB/T 2423.17 電工電(diàn)子產品基本(běn)環境試(shì)驗規程-鹽霧試驗
GB 4208 外殼防護等級(IP代碼)
GB/T 12528-2008 交流額(é)定電壓3kv及以下軌道交通車用電纜
GB 14315 電力電纜導體用壓接型銅、鋁接線端(duān)子和連接管
GB/T 14691 技術製圖 字(zì)體
GB/T 18384.2 電動汽車(chē) 安全要求 第2部分功(gōng)能(néng)安全和故障防護
GB/T 18384.3 電(diàn)動(dòng)汽車 安全要求 第3部分 人員觸電防護
GB/T 18487.1 電(diàn)動(dòng)車(chē)輛傳導充電係(xì)統 一般要求
GB/T 18487.2 電動車輛傳導充電係(xì)統電動車輛(liàng)與交流直流電源的連接要求
GB/T 18488.1 電動汽車車用電機(jī)及(jí)其(qí)控(kòng)製器技術(shù)條件(jiàn)
GB/T 19596 電動汽車術語(yǔ)
QC/T 413 汽車電氣設備基本(běn)技術(shù)條件
Q/TEV 100 整車產品圖樣及技術(shù)文(wén)件編號規則
Q/TEV 31306 電動汽車線束號編號規(guī)則
Q/TEV 31307 電動汽車動力係統線號(hào)編號規則
SAE J1654 高壓電(diàn)纜
SAE J1673 電動汽(qì)車高壓(yā)電纜(lǎn)總成設計
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
三、術語和定義
(1).工作電(diàn)壓:在任何正(zhèng)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)或直流電(diàn)壓的最高值(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).高壓係統:所有直接或間接連接於(yú)高壓電路(lù)中,包括線束(電纜和插件)和設備(負載、發電機、儲能係(xì)統),均(jun1)稱為高壓係統。
(4).帶電部件:正常使用時(shí)被通電的導體或(huò)導體部件。
(5).直接接觸:人員和帶電部件(jiàn)的接觸
(6).外露可導電(diàn)部件
按照GB 4208規定,可以通過IPXXB試指觸及的導電部件。
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(tǐ),例如:電(diàn)動汽車的車身可能是燈光、刮水(shuǐ)電機電路(lù)中的帶電部件,但(dàn)對於動力(lì)電(diàn)路來說它是外露導體。
(7).間接接觸:人員、基本絕緣故障情況下變為帶電(diàn)的外露可導電(diàn)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(hé)可導(dǎo)電的(de)連接件)和電底盤之間,或兩個電位不同的帶電(diàn)部分之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(liú)通過的部件,在正常(cháng)工作狀態下不導電,但當基本(běn)絕緣故障的情況下,可能成為(wéi)帶電部件。
(10).壓接:接觸端子和導線一般是壓接,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(le)簡化起見,在本設計規範裏的連接特指壓接。
四、應(yīng)滿足的功能要求及應達到的性質要求
(1).功能要求
高壓線束的主(zhǔ)要功能是在有電壓和所需的安裝環境下安(ān)全傳遞電流;對於高壓電的安全準則需求必(bì)須遵(zūn)守。
(2).性能要求(qiú)
①溫度要求(qiú)
根據整車內(nèi)的位置,整車溫度可分為表(biǎo)1中所示的三檔。
道路車輛的(de)線束其電纜長(zhǎng)期允許工作溫度不超過(guò)125℃,如果(guǒ)電纜的布置(zhì)環境溫度(dù)超過了電纜允許的工作溫度,則宜按照本規範第8.1節的規定,采取增大電纜的截麵積的方法,使線束滿足環境溫度的要求。
②電壓要求
根據電動汽車的電壓級別為B級,整車高(gāo)壓的額定電壓為:DC1000V、AC660V;
高(gāo)壓線束的額定電壓須略高於整車額定電(diàn)壓,規定高壓線束的額定電壓為:AC750V。
③耐電壓
根據GB/T 18488.1,彼(bǐ)此(cǐ)無電連接的電路之間介電(diàn)強度應(yīng)能耐受(2U+1000)的試驗電壓,即在線束與部(bù)件脫開的情況下,線束對車體耐電壓:AC2500V/50HZ/1min,漏電(diàn)流不超過10mA,不發生閃爍擊穿現象。
④絕(jué)緣電阻
根據SAE J1742,絕緣電阻(zǔ)測試電壓為(wéi)DC1000V,在線束與所連接部件脫開的情況下,線束對車體絕緣電(diàn)阻在任(rèn)何情況下均應大於100mΩ.
⑤鹽霧要求
鹽(yán)霧試驗按照GB/T 2423.17的規定(dìng)進(jìn)行,高壓線束在(zài)試驗箱內應處於正常安裝狀態。試驗時間16h。試驗結束後,高壓(yā)線(xiàn)束靜止恢複(1-2)h後,通電後應能正(zhèng)常工作,不考核外觀(guān)。
⑥阻燃要求(qiú)
線束所用材料要求阻(zǔ)燃等級為UL94V-0.
⑦線束拉脫力要求
電(diàn)纜(lǎn)壓接至連接器後,拉脫力應不小於最(zuì)小拉脫力。根據SAE J1742,最小拉脫(tuō)力(lì)見表2.
五、設計輸入、輸出要(yào)求
1.設計輸入(rù)要求
(1)電氣設計(jì)的輸入要求及動力係統配置情況。
(2)整車中布置圖。
(3)線束敷線圖。
(4)高壓係統中的各電氣部(bù)件的安裝位置,線束與電氣部件的對(duì)接(jiē)形式。
(5)高壓係統(tǒng)中的各電(diàn)氣(qì)部件的負載特性(xìng)。特性包括穩態電流(liú)強度、電壓要求(qiú),瞬態條件和電流強度及電流波形(平穩、脈衝、頻率(lǜ)等)。
2.設計輸出要求
(1)線束圖的內容
線束圖的內容包含主幹(gàn)線、分支線、現場、接插器外形圖、插件名稱及型號、插件所對應部件的名稱、插件孔位號、孔位號(hào)所對應的電纜(lǎn)線號、線(xiàn)徑、定義;其次還應包含線束接(jiē)線(xiàn)表,插件視圖(tú)方向,技術要求等。電纜應標明線材型號。
(2)線束保護套的顏色
線束的(de)保(bǎo)護套包(bāo)括波紋管、熱縮套管。
波紋管的顏色采用橙色(GB30)。
熱縮套(tào)管的顏色:采用(yòng)不同顏(yán)色熱縮套管對極性進行區分,正極為紅(hóng)色,負極為藍(lán)色,U相為黃色,V相為綠色,W相(xiàng)為紅色。
(3)線束的長度
①電纜的長(zhǎng)度
根據整(zhěng)車的總布置、線束敷線圖,測(cè)量出電纜所需長度,在所測量(liàng)的長(zhǎng)度基(jī)礎上,宜增加不超過200mm的裕量。
②波(bō)紋管的長度
根據電纜的長度,須在(zài)電(diàn)纜長度的基礎上減去電纜伸進去部件內的長(zhǎng)度,該減去長度的具體值依據具體部件而定。
③熱縮套管的長度(dù)
在波紋管的兩端,須燙熱縮套管,以確保波紋管與(yǔ)電纜的套接不會晃動。熱縮套管的長度須等於(yú)電纜伸進(jìn)去部件內的長度值。
④屏蔽(bì)型電纜屏蔽層的長度
當電纜須采用(yòng)屏蔽性電纜時,如連接控製器與電機(jī)的(de)三相高(gāo)壓線束,屏蔽層須剝出,單獨(dú)采用規格(φ8/4.0)的交聯聚烯烴熱縮管套接,熱縮後的屏蔽層長度以大(dà)於等於200mm且(qiě)小於等於(yú)250mm為宜。
(4)電線的標號(hào)
線束圖中應標明每根電纜(lǎn)的線號,線號的編號嚴格執行企業標準Q/TEV 31307.
(5)線束的標號
線束圖中應標明該線束圖所對應的線束號,線束號的編號(hào)嚴格執行企業標準Q/TEV 31306.
(6)線(xiàn)束圖中的接插件
線束圖中應標明接插件視圖(tú)方向、型(xíng)號、孔位布局和編號、孔位對應的電線(xiàn)標號。
(7)電纜型號
線束圖中應(yīng)標明(míng)各電纜的型號,電纜型(xíng)號的選取應符合GB/T 12528中的規(guī)定(dìng)。推薦型號見表3.
(8)線束圖的技術要求
線束圖中應包含技術(shù)要求,規定線束生產的注意事項、技(jì)術條件要求等。
(9)圖框、圖號(hào)、圖樣名稱
線束圖其圖框、圖號、圖(tú)樣名(míng)稱應符(fú)合公司標準Q/TEV 100的規定(dìng)。
(10)字體
①文字種類、字(zì)體(tǐ)高度參見表4.
②繪製圖樣時,漢字的字體盡量采(cǎi)用CAD默認的長仿宋體,且在同一張圖中,隻允(yǔn)許使用一種字體。
③未做規定(dìng)的均按GB/T14691的規定執行。
六、裝配要求
1.結構要求
高壓線束應(yīng)在機械和電氣安全的情況下,以專業的施工方法(fǎ)將線束和所(suǒ)接部件(如高壓配電(diàn)盒、電機控製器、電機、輔助電源(yuán)等)匹配。線束插拔或連接部分(fèn)應預留出適當的(de)長度,長度(dù)推薦值為150mm,便於車輛裝配,以及(jí)便於對部件進行定期維修。
2.布線方案
布線方案應有助於清除不(bú)正(zhèng)確的安裝和錯誤的線束路線。
走線應避免形成大的電磁(cí)環。
高低壓平行走線距離間隔須大於400mm,如果實際境況確實無法達(dá)到此要求,高低壓需相互(hù)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(xiàn)束破裂造成短路。
3.線束固定保(bǎo)護件要求
針對高壓線束的布置,應盡可(kě)能地對線束進行保護,使線束(shù)與車體之間的相對運(yùn)動最小化。宜采用具備絕緣性能的結構部件,如電纜夾、電纜槽等(děng)。布(bù)線裝配應剛(gāng)好放入光滑的電纜夾或電纜槽中。對用於布線、包裝和(hé)定位線(xiàn)束用途的所有(yǒu)線束固定保護件(如(rú)卡箍(gū)、螺栓等)進行充分地保護,宜塗抹凡士林,防止腐蝕。線束固定(dìng)保(bǎo)護(hù)件之間的距離不(bú)得大於400mm。
4.線(xiàn)束(shù)連接器裝配空間要求
所有連(lián)接器位置宜預留便於操作的不小於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適當消除機械應力。
5.線束電纜彎曲半徑要求
避免(miǎn)電纜出現(xiàn)小的(de)彎曲半徑。一般情況下,最(zuì)小彎曲半徑等於電纜外徑的5倍。應避免接頭中存在彎曲電線,否則,接頭後部密封件(jiàn)中可能出現漏電通路。
6.線束(shù)布(bù)置防水要求
對(duì)於車輛底部、輪艙濺水區,應特別注(zhù)意水和道路磨料會損壞線束。
濺水區中的連接器應進(jìn)行(háng)裝(zhuāng)袋防護。
7.線(xiàn)束布置防磨要求
需保護(hù)所有高壓(yā)線束,以防震動和磨損。因車輛的震動,應除(chú)去線束上所接觸的金屬部件邊緣(yuán)的毛刺,對於凸緣(yuán)、滾製處,使用適當膠圈進行(háng)保護,且膠圈須固定牢靠。用(yòng)於固定線束的電纜(lǎn)夾應穩(wěn)固地連接至設備或框架結(jié)構以及線束上。
8.線束布置防熱要求
線束應距離熱源(如發動機排氣管、大氣泵銅管路等)大於200mm,如不能滿足要求,保護所有線束,以抵抗輻(fú)射熱源,宜采用阻燃隔熱棉對線(xiàn)束進行包紮,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(bù)線係統必須能夠彎曲,而且不會促成線束磨損或對活動件造成幹擾。
七、關鍵件選用規範要求
1.高壓電(diàn)纜:應遵循SAE J1654、SAE J1673規定的要(yào)求(qiú)。
2.高(gāo)壓連接器:應遵(zūn)循SAE J1742規定的要求
應注意事項:
①防護等級(jí)。除銅接頭外,連接器在結合狀態時,無論安裝於何處,連接器須(xū)不小於IP65.
②防腐蝕。為防(fáng)止銅接頭被複式,銅接頭表麵的鍍錫成(chéng)不得破損。
③銅接頭的型號有SC、T、OT、HUP等。不同型號的銅接(jiē)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(yǔ)之匹配的銅接頭(tóu)型號。
④銅接頭其壓接電纜孔的截麵(miàn)積須與所連(lián)接(jiē)電纜導線的截(jié)麵積匹配。
銅接頭其過螺栓孔的(de)直徑須與部(bù)件螺栓的直徑(jìng)匹(pǐ)配。
⑤針對於O型(xíng)銅接頭(tóu),其型號有FOT與OT兩種。區別在(zài)於:FOT型號,其壓接電纜孔(kǒng)處外圍有絕(jué)緣護套包裹:OT型號,其壓接電纜孔外圍(wéi)無絕緣護套包裹。
八、設(shè)計計算(suàn)
1.電纜的選取
(1)電(diàn)纜截麵積
①確(què)定高壓線束說連接的電氣部件的負載特性。特性包括穩態電流強度、電壓要求,瞬態條件和電流強度及電流波形(平穩、脈衝、頻率等)。
②根(gēn)據穩態電(diàn)流強度,確(què)定電纜的截麵積。在125℃下,常見銅芯電纜(lǎn)線徑截麵積(jī)與載流量的匹配參見表5.
③如果電纜的布置環境超過了電纜允許的工作(zuò)溫度,則必須選擇較大截麵積的電纜。對於TMAX為180℃時,導體截麵積升一檔使用,TMAX為250℃時,導體截麵積升兩檔(dàng)使用。例如,當最大電流為150A時,125℃情況下選用35mm²線(xiàn)束,180℃情況下選用50mm²線束,250℃選用70mm²線束。
(2)電(diàn)纜結構
高壓電纜結構示意圖(tú)見圖1.高壓電纜從類型上分為單芯電纜和多(duō)芯電纜,高壓電纜(lǎn)的截麵應為圓形(xíng)。其護套顏色為橙色(顏色GB 30)。多芯(xīn)電纜有多個單芯(xīn)線組成,其中單芯線也同時滿足單芯電(diàn)纜(lǎn)中(zhōng)相關導體的(de)結構尺寸參數。
高壓(yā)單芯電纜從結構上主(zhǔ)要由導體和護套組成,主要結構尺寸參數有單根銅線直徑、根數、導體(tǐ)直徑、絕緣直徑、內(nèi)護層直徑(jìng)和護套外徑等。
帶屏蔽層的高壓電纜采用(yòng)裸銅或鍍銅線編織在(zài)內護套層上;在屏蔽和外護套之間可(kě)以有一層附加(jiā)的包帶;電纜的外護套應緊密擠包(bāo),但不粘連屏蔽(bì)層。
(3)電纜材料
導體:繞(rào)線式鍍錫退(tuì)火(huǒ)銅(tóng)。
絕緣層:120℃-200℃級別(bié),耐熱,無鹵素 XLP。
屏蔽層:鍍錫退火銅繞線編織而成。
護套:耐熱105℃-180℃,無Pb PVC(或HF-XLPO、TPE-E、PP-FR、ETFE可選)。
2.連接器的選取
(1)連接器結構特征
連接器除線環、銅接頭(tóu)外,連接器應具有主動鎖定特征(zhēng)。應與所連接設備的插座進行(háng)匹(pǐ)配。
(2)連接(jiē)器(qì)性能
連接器的性能要求(qiú)應符(fú)合SAE J1742.
(3)連接器爬電電阻、接觸電阻要求
連接器的下(xià)列(liè)電阻不能超過表6的要求
九、安裝、試(shì)驗要求
1.安(ān)裝要求:參照本規範第6點執行
2.試驗(yàn)要求: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(shǐ)用(yòng)要求
1.操作
嚴禁非專業人員對高壓線束進行操作:專業人員對高壓線束進行操作前,需用數字萬用表測量高壓正負線束端子之間直流(liú)電壓(yā)值、測量U相(xiàng)、V相(xiàng)、W相兩兩之間的交流電壓值,在測量值為0V的情(qíng)況下才能進行操作。
2.保養
高壓線束需定(dìng)裏程進(jìn)行保(bǎo)養(yǎng),依據《保養手(shǒu)冊(cè)》,每12000km檢(jiǎn)查保養項目如下:
檢查高壓線束其電纜(lǎn)與連接器插件之間是(shì)否(fǒu)鬆動;
檢(jiǎn)查高壓線束過線孔(kǒng)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(guò)高溫(wēn)區域線高壓線束隔熱材料(liào)是否脫落(luò)。