一、范圍

本規范規定了電動汽車高壓線束設計過程中涉及到的符號、代號、術語及其定義，設計準則，布置要求，結構設計要求，材料選用要求，性能設計要求，設計計算方法，安全使用要求等。

 

二、規范性引用文件

下列文件對于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于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T 2423.17 電工電子產品基本環境試驗規程-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、鋁接線端子和連接管

GB/T 14691 技術制圖 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 電動車輛傳導充電系統 一般要求

GB/T 18487.2 電動車輛傳導充電系統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條件

GB/T 19596 電動汽車術語

QC/T 413 汽車電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 電動汽車線束號編號規則

Q/TEV 31307 電動汽車動力系統線號編號規則

SAE J1654 高壓電纜

SAE J1673 電動汽車高壓電纜總成設計

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）.工作電壓：在任何正常工作狀態下，電氣系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：所有直接或間接連接于高壓電路中，包括線束（電纜和插件）和設備（負載、發電機、儲能系統），均稱為高壓系統。

（4）.帶電部件：正常使用時被通電的導體或導體部件。

（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體。

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

（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）.可導電部件：能夠使電流通過的部件，在正常工作狀態下不導電，但當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，通過檢查環境和需求合理選擇。為了簡化起見，在本設計規范里的連接特指壓接。

 

四、應滿足的功能要求及應達到的性質要求

（1）.功能要求

高壓線束的主要功能是在有電壓和所需的安裝環境下安全傳遞電流；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

根據整車內的位置，整車溫度可分為表1中所示的三檔。

 

 

道路車輛的線束其電纜長期允許工作溫度不超過125℃，如果電纜的布置環境溫度超過了電纜允許的工作溫度，則宜按照本規范第8.1節的規定，采取增大電纜的截面積的方法，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，規定高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，不發生閃爍擊穿現象。

 

④絕緣電阻

根據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大于100mΩ.

 

⑤鹽霧要求

鹽霧試驗按照GB/T 2423.17的規定進行，高壓線束在試驗箱內應處于正常安裝狀態。試驗時間16h。試驗結束后，高壓線束靜止恢復（1-2）h后，通電后應能正常工作，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線束拉脫力要求

電纜壓接至連接器后，拉脫力應不小于最小拉脫力。根據SAE J1742，最小拉脫力見表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系統配置情況。

（2）整車中布置圖。

（3）線束敷線圖。

（4）高壓系統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）高壓系統中的各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、脈沖、頻率等）。

2.設計輸出要求

（1）線束圖的內容

線束圖的內容包含主干線、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、孔位號所對應的電纜線號、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分，正極為紅色，負極為藍色，U相為黃色，V相為綠色，W相為紅色。

（3）線束的長度

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，在所測量的長度基礎上，宜增加不超過200mm的裕量。

②波紋管的長度

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

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，單獨采用規格（φ8/4.0）的交聯聚烯烴熱縮管套接，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

線束圖中應標明每根電纜的線號，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件視圖方向、型號、孔位布局和編號、孔位對應的電線標號。

（7）電纜型號

線束圖中應標明各電纜的型號，電纜型號的選取應符合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，規定線束生產的注意事項、技術條件要求等。

（9）圖框、圖號、圖樣名稱

線束圖其圖框、圖號、圖樣名稱應符合公司標準Q/TEV 100的規定。

（10）字體

①文字種類、字體高度參見表4.

 

 

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未做規定的均按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、電機控制器、電機、輔助電源等）匹配。線束插拔或連接部分應預留出適當的長度，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

布線方案應有助于清除不正確的安裝和錯誤的線束路線。

走線應避免形成大的電磁環。

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適當消除機械應力。

 

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，最小彎曲半徑等于電纜外徑的5倍。應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漏電通路。

 

6.線束布置防水要求

對于車輛底部、輪艙濺水區，應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穩固地連接至設備或框架結構以及線束上。

 

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。布線系統必須能夠彎曲，而且不會促成線束磨損或對活動件造成干擾。

 

七、關鍵件選用規范要求

1.高壓電纜：應遵循SAE J1654、SAE J1673規定的要求。

 

2.高壓連接器：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、脈沖、頻率等）。

②根據穩態電流強度，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.

 

 

③如果電纜的布置環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，導體截面積升一檔使用，TMAX為250℃時，導體截面積升兩檔使用。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，高壓電纜的截面應為圓形。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。

高壓單芯電纜從結構上主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、導體直徑、絕緣直徑、內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；電纜的外護套應緊密擠包，但不粘連屏蔽層。

 

 

（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、銅接頭外，連接器應具有主動鎖定特征。應與所連接設備的插座進行匹配。

（2）連接器性能

連接器的性能要求應符合SAE J1742.

（3）連接器爬電電阻、接觸電阻要求

連接器的下列電阻不能超過表6的要求

 

 

九、安裝、試驗要求

1.安裝要求：參照本規范第6點執行

 

2.試驗要求：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、安全使用要求

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電壓值、測量U相、V相、W相兩兩之間的交流電壓值，在測量值為0V的情況下才能進行操作。

 

2.保養

高壓線束需定里程進行保養，依據《保養手冊》，每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松動；

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高溫區域線高壓線束隔熱材料是否脫落。