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(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
三,、術(shù)語和定義
?。?)。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
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.
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(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.
?。?)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4.5e4f7ffc-b126-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg
?、诶L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?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.
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,,當最大電流為150A時,,125℃情況下選用35mm?線束,180℃情況下選用50mm?線束,,250℃選用70mm?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,。
?。?)電纜材料 導(dǎo)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(jié)構(gòu)特征 連接器除線環(huán),、銅接頭外,,連接器應(yīng)具有主動鎖定特征。應(yīng)與所連接設(shè)備的插座進行匹配,。 (2)連接器性能 連接器的性能要求應(yīng)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(guī)范第6點執(zhí)行 2.試驗要求:參照GB/T 12528-2008 第7.4節(jié),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(yè)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(yǎng) 高壓線束需定里程進行保養(yǎng),,依據(jù)《保養(yǎng)手冊》,每12000km檢查保養(yǎng)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(xiàn)磨損; 檢查發(fā)動機艙等通過高溫區(qū)域線高壓線束隔熱材料是否脫落,。
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