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新(xīn)能(néng)源電動汽車高壓線束技術規範

文(wén)章出處:行業動態(tài) 責任編輯:東莞(wǎn)市沃(wò)爾鑫五金機械(xiè)有限公司 發表時間:2022-10-29
  

 

一、範圍

本規範規定了電動(dòng)汽車高壓線束設計過程中(zhōng)涉及到的符號、代號、術(shù)語及其定義,設計準則,布置要求,結構設計要(yào)求,材(cái)料選用要(yào)求,性能設(shè)計(jì)要(yào)求,設計計算(suàn)方法,安全使用要(yào)求等。

 

二、規範性引用文件

下列文(wén)件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(zhù)日期(qī)的版本適用於本文(wén)件。凡(fán)是不注日期的(de)引用文件,其最新版本(包(bāo)括所有的修改單)適用於本文件。

GB/T 2423.17 電工(gōng)電子產品(pǐn)基本環境試驗規程-鹽霧試驗

GB 4208 外(wài)殼防護等級(IP代碼)

GB/T 12528-2008 交流額(é)定電壓3kv及以下軌(guǐ)道交通車用電纜

GB 14315 電力電纜導體用壓接型銅、鋁接線端子和連(lián)接(jiē)管

GB/T 14691 技術製圖 字體

GB/T 18384.2 電動汽車 安全(quán)要求(qiú) 第2部分功能(néng)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(liàng)傳導充電係統(tǒng) 一般(bān)要求

GB/T 18487.2 電(diàn)動車輛傳導充電係統電動車輛與交流直流電源的連(lián)接要求

GB/T 18488.1 電動汽車車用電機及其控製器(qì)技術條(tiáo)件

GB/T 19596 電動(dòng)汽車術語

QC/T 413 汽車電(diàn)氣設備基本技術條件

Q/TEV 100 整車產品圖樣及技術文件編號規則

Q/TEV 31306 電動汽車線束號編(biān)號規則

Q/TEV 31307 電動汽車動力(lì)係統線號(hào)編號規則

SAE J1654 高壓電纜

SAE J1673 電動汽(qì)車(chē)高壓電纜總成設(shè)計

SAE J1742 道路測(cè)量車載電線束高壓連接-試(shì)驗方法和一般性能要(yào)求

 

 

 

 

三、術語和(hé)定義

1.工作電壓:在任何正常(cháng)工作狀態下,電氣係統可能產生的交流電壓(均方根值rms)或直流電壓的最高值(不考慮瞬時電壓)。

2.高壓:根據(jù)具(jù)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-150HzAC25V<Urms≤AC660V.

3.高壓係統:所有直(zhí)接或間接連接(jiē)於高(gāo)壓電路中,包(bāo)括線束(電纜和插件)和設(shè)備(負(fù)載、發電機、儲能係統(tǒng)),均稱為高壓係統(tǒng)。

4.帶電(diàn)部件:正常使用時被通(tōng)電的導體或導(dǎo)體部件。

5.直接接(jiē)觸:人員和帶電部(bù)件的接觸

6.外露可導電部(bù)件

按照GB 4208規定,可以通過IPXXB試指觸及(jí)的導電部件。

1:本概念是針對特定的電路而言,一(yī)個電路中(zhōng)的帶電部件也許是(shì)另一個電(diàn)路中的外露導體,例如:電動汽車的(de)車身可能是燈(dēng)光、刮(guā)水電機電路中的帶電部件,但對於動力電(diàn)路(lù)來說它是外露導體。

7.間接接觸:人員、基本絕(jué)緣故障情況下變為帶電的(de)外露可導電部(bù)件之間的接觸。

8.爬電距(jù)離:連接端子的帶電部分(包括任何可導電的連(lián)接件)和電底盤之間,或兩個(gè)電位不同的帶電部分之間的沿絕緣材料表麵的最短距離(lí)。

9.可導電部件:能夠使電流通(tōng)過的部(bù)件,在正常工作狀態下不導電,但當基本絕緣(yuán)故障的情況下,可能成為帶電部件。

10.壓接:接觸端子和導線一般是壓(yā)接,對(duì)於可選擇的(de),如(rú)硬焊接或者(zhě)軟(ruǎn)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(de)連接特指壓接。

 

四、應(yīng)滿足的(de)功能要求及應達到的(de)性質要求

1.功能要求

高壓線束的主要功能是在有電(diàn)壓和(hé)所需的安裝環(huán)境下(xià)安全傳遞電流;對於高壓電的安全(quán)準則需求必須遵守。

 

2.性能要求

①溫(wēn)度要求

根據整車內的位置,整車溫(wēn)度可分為表(biǎo)1中所示(shì)的三檔。

 

道路車輛的線束其電纜長期允許工作溫度不超過125℃,如(rú)果電(diàn)纜的布置環境溫度超過了電(diàn)纜允許的(de)工作溫度,則(zé)宜按照本規範第8.1節的規定,采取增大電纜的截(jié)麵(miàn)積的方(fāng)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,整車高壓的額定電壓為(wéi):DC1000VAC660V

高壓線束的額定電壓須略(luè)高於(yú)整(zhěng)車額(é)定電壓,規定高壓線束的額定電壓為:AC750V

 

③耐電(diàn)壓

根據GB/T 18488.1,彼此無電連接的電路之(zhī)間介電強度應能耐受(2U+1000)的試(shì)驗電壓,即在線束與部(bù)件脫開的情(qíng)況下,線(xiàn)束對車體耐電壓:AC2500V/50HZ/1min,漏電流不(bú)超過10mA,不發生(shēng)閃爍擊穿現象。

 

④絕緣電阻

根據SAE J1742,絕緣電阻(zǔ)測試電壓為DC1000V,在線束與所連接部件脫開的情況下,線束對(duì)車體絕緣電阻(zǔ)在任何(hé)情況下均應(yīng)大於100mΩ.

 

⑤鹽霧要(yào)求

鹽霧試(shì)驗按照GB/T 2423.17的規(guī)定進行,高(gāo)壓線束在試驗箱內應處於正常安裝狀態。試驗時間16h。試驗結(jié)束後,高壓線束靜止(zhǐ)恢複(1-2h後,通(tōng)電後應能正常工作,不考核外觀。

 

⑥阻燃要(yào)求

線束所(suǒ)用材料要求阻燃等級為UL94V-0.

 

⑦線束(shù)拉(lā)脫力要求

電纜壓接至連接器後,拉脫力應不小於最小拉脫力。根據(jù)SAE J1742,最小拉脫力見表2.

 

 

五、設計輸入、輸出要求

1.設計輸(shū)入要求

1)電氣(qì)設計的輸入要求及動力係統配(pèi)置情況。

2)整車中布置圖。

3)線束敷線(xiàn)圖。

4)高(gāo)壓係統中的各電(diàn)氣部件的安裝位(wèi)置(zhì),線束與電氣部件(jiàn)的對接(jiē)形式。

5)高壓(yā)係統中的各電氣部件(jiàn)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(dù)及電流波形(平穩、脈衝(chōng)、頻(pín)率等)。

2.設計輸出要求

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(tú)、插件名稱及型號、插件所對應部件的名稱、插件孔位號、孔位號所對應的電纜(lǎn)線號、線徑、定義;其次還應包含線束接線表,插件視圖方向,技術要(yào)求等。電纜應標明線材型號。

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(de)顏色采用橙色(GB30)。

熱縮套管的顏色:采用(yòng)不(bú)同顏色熱縮套管對極性進行區分,正極為紅色,負(fù)極為(wéi)藍色,U相為黃色,V相為(wéi)綠色,W相為紅色。

3)線束(shù)的長度

①電纜的長度

根(gēn)據整車(chē)的總布置、線束敷線圖,測量出(chū)電(diàn)纜所需長度,在所測量(liàng)的長度(dù)基(jī)礎上,宜增加不超過200mm的裕量。

②波紋管的(de)長(zhǎng)度(dù)

根據電纜的長度,須在電纜長度的(de)基礎上減去電纜伸進去(qù)部件內的長度,該減去長度的具體值依據具體(tǐ)部件而定。

③熱縮套管的長度

在波紋(wén)管的兩端,須燙(tàng)熱縮套管,以確保波紋管與電纜(lǎn)的套接不會晃動。熱縮套管的長度(dù)須等於電纜伸進去部件內的長度值。

④屏蔽型(xíng)電纜屏蔽層的長度

當電纜須采用屏蔽性電纜時,如連接控製器與電機的三相高壓線束,屏蔽層須剝出,單(dān)獨采用規格(φ8/4.0)的交聯聚烯烴熱縮管(guǎn)套接,熱縮後的(de)屏蔽層長(zhǎng)度以大於等於200mm且(qiě)小於等於(yú)250mm為宜。

4)電線的標號

線束圖中應標明每根電(diàn)纜(lǎn)的線號,線號的編號嚴格執(zhí)行企(qǐ)業(yè)標準Q/TEV 31307.

5)線束的標號

線束圖中應標明該線束(shù)圖所對(duì)應的線束(shù)號(hào),線(xiàn)束號的編號(hào)嚴格執行企業標準Q/TEV 31306.

6)線束圖中的接插件

線束圖中應標明接插(chā)件視圖(tú)方向、型號、孔位(wèi)布(bù)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(de)選取應符合GB/T 12528中的規定。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要求,規定線束生(shēng)產的注意事項、技(jì)術條件要求等。

9)圖框、圖號、圖樣名稱(chēng)

線束圖其圖框、圖(tú)號、圖樣名(míng)稱應符合公司標準Q/TEV 100的(de)規定(dìng)。

10)字(zì)體(tǐ)

①文字種類、字體高度參見表4.

②繪製圖樣時,漢字的字體(tǐ)盡量采用CAD默認的長仿宋體,且在同一張圖中,隻允許(xǔ)使用一(yī)種字體。

③未做規定的均按(àn)GB/T14691的規定執行。

 

六(liù)、裝配要求

1.結構要求

高壓(yā)線束(shù)應在機械和電氣安全的情況下,以專業的施工方法將線束和所接部件(如高壓配電盒、電機控製器、電(diàn)機、輔助電源等)匹配。線束插拔或連接(jiē)部分應預留出適當的長度(dù),長度(dù)推(tuī)薦值為150mm,便於車輛裝配(pèi),以及便(biàn)於對部件進行定期維修。

 

2.布線方案

布線方案應(yīng)有助於清除不正確的(de)安裝和(hé)錯誤的線束路(lù)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(wú)法達到此要求,高低壓需相互垂直走線。

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

 

3.線束固定(dìng)保護(hù)件要求

針對高壓線束的布置,應盡可能地對線束進行(háng)保護(hù),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構部件,如電纜夾、電纜槽等。布線裝配應剛好放入光滑的電纜(lǎn)夾或電纜槽(cáo)中。對用於布線、包裝和定位線束用途的所有線束固定保護件(如(rú)卡(kǎ)箍、螺栓等)進行(háng)充分地保護,宜塗抹凡士林,防止腐蝕。線束固定(dìng)保護件(jiàn)之間的距離不得大於400mm

 

4.線束連接器裝配空間要求

所有連接器位置宜預留便於操作的不小於200mm的空間(jiān),以便(biàn)連接和斷開連接。連接器與部件之間的連接應(yīng)適(shì)當消除機(jī)械應力。

 

5.線束電纜彎曲半徑要求

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(hòu)部密封件中可能出現漏電通(tōng)路。

 

6.線(xiàn)束(shù)布置防水(shuǐ)要求

對於車輛底部、輪艙濺水區,應(yīng)特別注意水和道路磨料會損壞線束。

濺水區中的連接器應進行裝(zhuāng)袋防護。

 

7.線束布置防磨要求

需保護所有高壓線束,以(yǐ)防震動(dòng)和磨損。因車輛的震(zhèn)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,使用適(shì)當膠圈進行保護,且膠圈須固定(dìng)牢靠(kào)。用於固(gù)定線束的電纜夾應穩固地連接至設備或框架結構以及線束上。

 

8.線束(shù)布置(zhì)防熱要求

線束應距離熱(rè)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(kàng)輻射熱源(yuán),宜采用(yòng)阻燃隔熱棉對線束(shù)進行(háng)包紮,或在線束附近(jìn)增加隔熱板處理。

 

9.線束與活動件的隔離要(yào)求(qiú)

活動件(如皮(pí)帶、風(fēng)扇、傳動軸(zhóu)等(děng))附近的(de)線束必須彎曲時(shí),將支(zhī)撐夾完全緊固於兩端位置處。布線係統必須能夠彎曲,而且不會(huì)促成線束磨損或對活動件(jiàn)造成幹擾。

 

七、關鍵件選用規範要求

1.高壓電纜:應遵循SAE J1654SAE J1673規定的要求。

 

2.高壓連(lián)接器:應遵循SAE J1742規定的要求

應注意事項:

①防護等級。除銅接頭外,連接器在結合狀態時,無論(lùn)安裝於何處,連接器須不小於IP65.

②防腐蝕。為防(fáng)止(zhǐ)銅接(jiē)頭被複式(shì),銅接頭表麵的鍍錫成不(bú)得破損。

③銅接頭的型號有SCTOTHUP等。不同型號的銅接(jiē)頭(如SC 50-8OT 50-8),其寬度(dù)不(bú)同。針對過線孔較小的情況(kuàng),應選取寬度與之匹配的銅接頭(tóu)型號。

④銅接頭其壓接電(diàn)纜孔(kǒng)的截麵積須與所連接電纜導線的截麵積匹(pǐ)配。

銅接頭其過螺栓孔的直徑須與部件螺栓的直徑匹配。

⑤針對於O型銅接頭,其型號有FOTOT兩種。區別在於:FOT型號,其壓接電纜孔處外(wài)圍有絕緣(yuán)護套包裹:OT型號,其壓接電纜孔(kǒng)外(wài)圍無絕緣(yuán)護套包裹。

 

八、設計計算

1.電纜的選取

1)電纜截麵積(jī)

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(diàn)流強度、電壓要求,瞬態條件和電流強度及電流波(bō)形(平穩、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(xià),常見銅芯電(diàn)纜線徑(jìng)截麵積與載流量的匹配參見表5.

 

 

③如果電纜的布置環境(jìng)超過了(le)電纜(lǎn)允許(xǔ)的工(gōng)作(zuò)溫度,則必須選擇(zé)較大截麵積的電纜。對於TMAX180℃時,導體截麵積升一檔使用,TMAX250℃時(shí),導體截麵積升(shēng)兩檔使用。例如,當最大電流為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)電纜結構

高壓電纜結構示意圖見圖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)。多芯電纜有多個單芯線組成,其中單芯線(xiàn)也同時滿足單(dān)芯電纜中(zhōng)相關導體的結構尺寸參數。

高壓單芯電纜從結構上主要由導體和護套組成(chéng),主(zhǔ)要結構(gòu)尺(chǐ)寸參數有單根銅線(xiàn)直(zhí)徑、根數、導體(tǐ)直徑、絕緣直(zhí)徑、內護層直徑和護套外徑等。

帶屏蔽層的高壓電纜(lǎn)采用裸(luǒ)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(bāo)帶;電纜的外護套應緊密擠包,但不粘(zhān)連屏蔽層。

3)電纜材料

導體:繞線式鍍錫退火銅。

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(tào):耐熱105℃-180℃,無Pb PVC(或HF-XLPOTPE-EPP-FRETFE可選)。

 

2.連接器的選取

1)連接器結(jié)構特征

連接器除線環、銅接頭外,連接(jiē)器應(yīng)具有主動鎖定特征。應與所連接設備(bèi)的插(chā)座進行(háng)匹配。

2)連接器(qì)性能

連接器的(de)性能要求應符合SAE J1742.

3)連接器爬電電阻、接觸電阻要求

連接器(qì)的下列電阻(zǔ)不能超過表6的要求(qiú)

 

 

九(jiǔ)、安裝、試驗(yàn)要求

1.安裝要求:參照本規範第6點執行

 

2.試驗要求:參照GB/T 12528-2008 7.4節,對電纜進行型式試驗。具體(tǐ)試驗項目見表7.

 

 

 

十(shí)、安全使用要求

1.操作

嚴禁非專業人員對高壓線束進行操作:專業(yè)人員對高壓線束進行操作前,需用數(shù)字萬用表測量高壓正負線束端子之(zhī)間直流電壓值、測量U相、V相、W相(xiàng)兩兩之間的交流電壓值,在測量值為0V的(de)情(qíng)況下才能進行操作。

 

2.保養

高壓(yā)線束需定裏程進行保養,依據《保養手冊》,每12000km檢查保養(yǎng)項目如下:

檢查(chá)高壓線束其電纜與連接(jiē)器插件之(zhī)間是否鬆動;

檢查高壓線束過線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(guò)高溫區域線高壓線(xiàn)束隔熱材料是(shì)否脫(tuō)落。

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