客车整车高压线束设计规范
文件变更日志
前言
一、范围
二、规范性引用文件
三、术语和定义
四、应满足的功能要求及应达到的性能要求
五、设计输入、输出要求
六、装配要求
七、关键件选用规范要求
八、设计计算
九、安装、试验要求
十、安全使用要求
文档变更日志
版本
日期
编制
变更理由/变更内容
备注
V1.1
20180713
初稿
前言
本设计规范意在规定纯电动客车高压系统的高压线束设计规范。
本规范由上海万象汽车制造技术中心电气技术部负责起草。
本设计规范适用于上海万象汽车制造生产的车辆。
一、范围
本规范规定了电动汽车高压线束设计过程中涉及到的符号、代号、术语及其定义,设计准则,布置要求,结构设计要求,材料选用要求,性能设计要求,设计计算方法,安全使用要求等。
本规范适用于上海万象汽车制造生产的各类新能源客车。
二、规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本<包括所有的修改单>适用于本文件。
GB/T 2423.17 电工电子产品基本环境试验规程-盐雾试验
GB 4208 外壳防护等级<IP代码>
GB/T 12528 交流额定电压3kV及以下轨道交通车用电缆
GB 14315 电力电缆导体用压接型铜、铝接线端子和连接管
GB/T 14691 技术制图字体
GB/T 18384.2 电动汽车安全要求第2部分功能安全和故障防护
GB/T 18384.3 电动汽车安全要求第3部分人员触电防护
GB/T 18487.1 电动车辆传导充电系统一般要求
GB/T 18487.2 电动车辆传导充电系统电动车辆与交流直流电源的连接要求
GB/T 18488.1 电动汽车车用电机及其控制器技术条件
GB/T 19596 电动汽车术语
QC/T 413 汽车电气设备基本技术条件
Q/TEV 100 整车产品图样及技术文件编号规则
Q/TEV 31306 电动汽车线束号编号规则
Q/TEV 31307 电动汽车动力系统线号编号规则
SAE J1654 高压电缆 High Voltage Primary Cable
SAE J1673 电动汽车高压电缆总成设计 High Voltage Automotive Wiring Assembly Design SAE J1742 道路车辆车载电线束高压连接-试验方法和一般性能要求 Connections for High Voltage On-Board Vehicle Electrical Wiring Harnesses-Test Methods and General Performance Requirements
三、术语和定义
3.1 工作电压
在任何正常工作状态下,电气系统可能产生的交流电压<均方根值rms>或直流电压的最高值<不考虑瞬时电压>。
3.2 高压
根据具体的电压等级,电动汽车的电压级别为B级。
直流DC60 V < U ≤ DC1000 V。
交流<15HZ-150Hz>AC 25V < U<rms> ≤ AC660V。
3.3 高压系统
所有直接或间接连接于高压电路中,包括线束<电缆和插件>和设备<负载、发电机、储能系统>,均称为高压系统。
3.4 带电部件
正常使用时被通电的导体或导体部件。
3.5 直接接触
人员和带电部件的接触。
3.6 外露可导电部件
按照GB 4208规定,可以通过IPXXB试指触及的导电部件。
注1:本概念是针对特定的电路而言,一个电路中的带电部件也许是另一个电路中的外露导体,例如:电动汽车的车身可能是灯光、刮水电机电路中的带电部件,但对于动力电路来说它是外露导体。
3.7 间接接触
人员、基本绝缘故障情况下变为带电的外露可导电部件之间的接触。
3.8 爬电距离
连接端子的带电部分<包括任何可导电的连接件>和电底盘之间,或两个电位不同的带电部分之间的沿绝缘材料表面的最短距离。
3.9 可导电部件
能够使电流通过的部件,在正常工作状态下不导电,但当基本绝缘故障的情况下,可能成为带电部件。
3.10 压接
接触端子和导线一般是压接,对于可选择的,如硬焊接或者软焊接,通过检查环境和需求合理选择。为了简化起见,在本设计规范里的连接特指压接。
四、应满足的功能要求及应达到的性能要求
4.1 功能要求
高压线束的主要功能是在有电压和所需的安装环境下安全传递电流;对于高压电的安全准则需求必须遵守。
4.2 性能要求
4.2.1 温度要求
根据整车内的位置,整车温度可分为表1中所示的三档。
环境温度档位
温度范围
位置
第1档
-40,125℃
除发动机舱、排气管外位置
第2档
-40,180℃
发动机舱
第3档
-40,250℃
发动机排气管、打气泵铜管附近
表1 环境温度档位
道路车辆的线束其电缆长期允许工作温度不超过125°C 。如果电缆的布置环境温度超过了电缆允许的工作温度,则宜按照本规范第8.1节的规定,采取增大电缆的截面积的方法,使线束满足环境温度的要求。
4.2.2 电压要求
根据电动汽车的电压级别为B 级,整车高压的额定电压为:DC1000V 、AC660V ;
高压线束的额定电压须略高于整车额定电压,规定高压线束的额定电压为:AC750V 。
4.2.3 耐电压
根据GB/T 18488.1,彼此无电连接的电路之间介电强度应能耐受<2U AC +1000>的试验电压,即在线束与部件脱开的情况下,线束对车体耐电压:AC2500V/50HZ/1min ,漏电流不超过10mA ,不发生闪烁击穿现象。
4.2.4 绝缘电阻
根据SAE J1742,绝缘电阻测试电压为DC1000V ,在线束与所连接部件脱开的情况下,线束对车体绝缘电阻在任何情况下均应大于100M Ω。
4.2.5 盐雾要求
盐雾试验按照GB/T 2423.17
的规定进行,高压线束在试验箱内应处于正常安装状态。试验时间16h 。试验结束后,高压线束静止恢复<1-2>h 后,通电后应能正常工作,不考核外观。
4.2.6 阻燃要求
线束所用材料要求阻燃等级为UL94V-0。
4.2.7 线束拉脱力要求
电缆压接至连接器后,拉脱力应不小于最小拉脱力。
根据SAE J1742,最小拉脱力见表2。
电缆导体截面积〔㎜²
最小拉脱力<N>
发动机隔热棉2.5
210
4
265
6
320
16
1400
25
1900
35
2300
50
2800
70
3500
表2 最小拉脱力
五、设计输入、输出要求
5.1 设计输入要求
5.1.1 电气设计的输入要求及动力系统配置情况。
5.1.2 整车总布置图。
5.1.3 线束敷线图。
5.1.4 高压系统中的各电气部件的安装位置,线束与电气部件的对接形式。
5.1.5 高压系统中的各电气部件的负载特性。特性包括稳态电流强度、电压要求,瞬态条件和电流强度及电流波形<平稳、脉冲、频率等>。
5.2 设计输出要求
5.2.1 线束图的内容
线束图的内容包含主干线、分支线、线长、接插器外形图、插件名称及型号、插件所对应部件的名称、插件孔位号、孔位号所对应的电缆线号、线径、定义;其次还应包含线束接线表,插件视图方向,技术要求等。电缆应标明线材型号。
5.2.2 线束保护套的颜
线束的保护套包括波纹管、热缩套管。
波纹管的颜采用橙<GB30>。
热缩套管的颜:采用不同颜热缩套管对极性进行区分,正极为红,负极为蓝,U相为黄, V相为绿,W相为红。
5.2.3 线束的长度
5.2.3.1 电缆的长度
根据整车总布置、线束敷线图,测量出电缆所需长度,在所测量的长度基础上,宜增加不超过200mm 的裕量。
5.2.3.2 波纹管的长度
根据电缆的长度,须在电缆长度的基础上减去电缆伸进去部件内的长度,该减去长度的具体值依据具体部件而定。
5.2.3.3 热缩套管的长度
在波纹管的两端,须烫热缩套管,以确保波纹管与电缆的套接不会晃动。热缩套管的长度须等于电缆伸进去部件内的长度值。
5.2.3.4 屏蔽型电缆屏蔽层的长度
当电缆须采用屏蔽型电缆时,如连接控制器与电机的三相高压线束,屏蔽层须剥出,单独采用规格<φ8/4.0>的交联聚烯烃热缩管套接,热缩后的屏蔽层长度以大于等于200mm且小于等于250mm为宜。