一、范围
本规范规定了电动汽车高压线束设计过程中涉及的符号、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、设计计算方法及安全使用要求等全部技术内容。
本规范适用于纯电动汽车、插电式混合动力汽车等各类新能源车型的整车高压线束系统设计、开发与验证工作。
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 12528-2008 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
SAE J1673 电动汽车高压电缆总成设计
SAE J1742 道路测量车载电线束高压连接-试验方法和一般性能要求
三、术语和定义
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)。
2. 高压:电动汽车电压等级定义为B级高压,具体范围如下:
直流:DC60V<U≤DC1000V;
交流(15Hz~150Hz):AC25V<U(rms)≤AC660V。
3.高压系统:所有直接或间接连接于高压电路中的部件总称,包含高压线束(电缆、连接器)、高压用电设备、发电设备及储能系统等。
4. 带电部件:设备正常工作状态下,处于通电状态的导体或导体部件。
5. 直接接触:人员身体直接与设备带电部件发生接触的状态。
6. 外露可导电部件:按照GB 4208标准规定,可通过IPXXB试指触及的设备导电部件。
注:本定义针对特定电路生效。同一部件在不同电路中属性不同,例如车身可作为低压灯光、电机电路的带电部件,但在高压动力电路中属于外露可导电部件。
7. 间接接触:绝缘失效故障状态下,人员与由不带电转为带电的外露可导电部件发生的接触。
8. 爬电距离:带电端子与电底盘之间、或不同电位带电部件之间,沿绝缘材料表面测量的最短绝缘距离。
9. 可导电部件:具备导电能力的结构部件,正常工作状态下不带电,在基本绝缘失效故障场景下可能变为带电部件。
10. 压接:导线与端子的核心连接工艺,为本规范默认连接方式。工程中可根据环境工况、使用需求择优选用硬焊接、软焊接等工艺,本规范中所有线束连接若无特殊说明,均指代压接连接工艺。
四、总体设计准则
4.1 安全优先原则:高压线束设计必须满足触电防护、绝缘防护、耐压防护、防水防尘、防短路、防电弧要求,严格符合GB/T 18384系列安全标准,杜绝高压安全隐患。
4.2 功能可靠原则:满足整车全工况电压、电流、温升、振动、冲击使用要求,保证车辆全速域、全环境下动力传输稳定,无过热、无压降异常、无接触失效。
4.3 电磁兼容原则:高压动力线束与低压信号线、智驾传感线束分区布置,通过屏蔽结构、布线间距、接地设计抑制EMI干扰,保障整车电控、自动驾驶感知系统稳定工作。
4.4 轻量化与集成化原则:在满足载流与安全余量前提下,优选轻量化线缆、集成式高压连接器,精简线束路径,降低整车自重。
4.5 可制造与可维修原则:结构标准化、布线规整化,便于三维建模、自动化生产、整车装配、后期检修更换,降低量产与售后成本。
4.6 冗余安全原则:关键动力回路、高压主控回路需预留安全设计余量,极端工况下具备故障熔断、高压断开、绝缘监测保护能力。
五、高压线束布置设计要求
5.1 总体布置原则
高压线束应采用集中分区、独立走向、远离干扰、远离热源的布置策略,与低压线束、制动管路、燃油管路、运动机构严格分区布置,禁止交叉缠绕、混束布置。
5.2 环境区域避让要求
5.2.1 线束严禁布置在发动机、电机、排气管等高温热源正上方及高温辐射区域,需预留≥50mm隔热安全间距,必要时增加隔热护板、耐高温波纹管。
5.2.2 避开悬架摆动区域、转向运动区域、车门开合挤压区域,避免动态干涉、磨损、拉扯。
5.2.3 避开底盘最低离地区域,防止托底剐蹭、碎石冲击损伤线束护套。
5.3 弯曲与松弛设计要求
5.3.1 高压线缆最小弯曲半径不得低于线缆规格书要求,常规高压屏蔽线缆弯曲半径≥8倍线径,狭小空间区域不得强行折弯、压扁。
5.3.2 运动部件连接处必须预留合理线束松弛量,补偿车身振动、部件位移带来的拉伸应力,禁止紧绷、受力布置。
5.3.3 线束转弯处圆滑过渡,禁止直角折死、扭曲、扭绞布置。
5.4 固定与防护要求
5.4.1 高压线束必须使用专用卡扣、支架、扎带固定,固定点间距均匀,平直段固定间距不大于300mm,转弯两端必须增设固定点。
5.4.2 底盘外露高压线束必须采用高强度波纹管、耐磨护管包裹,具备防石击、防磨损、防水、防老化能力。
5.4.3 车身孔位穿线必须采用防水胶套、过孔护套密封,杜绝硬摩擦、漏水、进尘。
5.5 电磁兼容布置要求
5.5.1 高压动力线束与低压控制线束、车载以太网、LVDS感知线束分开走向,平行间距≥100mm,交叉布置时尽量垂直交叉,降低耦合干扰。
5.5.2 高压屏蔽层全程连续可靠接地,无断点、无虚接,保证屏蔽完整性。
六、高压线束结构设计要求
6.1 线束总成结构组成
高压线束总成由:高压线缆、双层屏蔽结构、高压连接器、端子压接结构、防水密封组件、防护套管、固定辅材、接地组件、标识号码管组成。
6.2 导体与压接结构要求
6.2.1 高压导体采用多股精绞无氧铜丝,柔软性好、载流均匀,满足整车振动工况耐疲劳要求。
6.2.2 端子压接严格按照GB 14315执行,压接截面无虚压、无断丝、无变形,压接电阻稳定、温升合规。
6.2.3 关键回路可采用超声波焊接替代传统压接,提升多股导体结合致密性,降低长期运行温升与接触电阻。
6.3 绝缘与屏蔽结构要求
6.3.1 线缆采用内层绝缘+外层护套双层绝缘结构,绝缘耐压、耐温、耐老化满足车用标准。
6.3.2 整车高压主干线束必须采用双层铜编织屏蔽结构,屏蔽层连续无缺损,屏蔽覆盖率≥95%,满足整车EMC电磁兼容要求。
6.3.3 屏蔽层翻边、剥剪工艺规整,不得损伤内层绝缘,端口屏蔽处理平滑无毛刺,防止尖端放电。
6.4 防水密封结构要求
6.4.1 机舱、底盘高压线束总成防护等级不低于IP67,满足涉水、淋雨、盐雾工况使用。
6.4.2 连接器内部配备多重防水胶圈、防水栓、密封垫片,线束端口预装防水结构,杜绝水汽、粉尘进入。
6.5 标识结构要求
6.5.1 所有高压线束必须按照Q/TEV 31306、Q/TEV 31307规则打印唯一线号、回路编号、规格型号。
6.5.2 高压线束外表必须粘贴高压警示标识,标识清晰、耐高低温、不脱落,便于装配、检修识别。