汽車高低壓電線束設計規(guī)范

1、Q/XXXXXXXXXXX 公司Q/XX-J028-2015汽車高低壓電線束設計規(guī)范編制: 校對: 審核: 批準: 日期:2015-06-15發(fā)布 2015-06-15實施XXXXXXXXX 公司 發(fā)布1設計技術1.1 概述汽車線束是汽車電路的網絡主體，沒有線束也就不存在汽車電路。動力系統(tǒng)線束設計分為動力系統(tǒng)低壓線束和動力系統(tǒng)高壓線束。設計線束時需要考慮其安全性、可靠性和穩(wěn)定性要求。線束變得越來越復雜，但車身給予線束的空間卻越來越小。因此，如何提高電動汽車的動力系統(tǒng)線束的綜合性能設計便成為關注的焦點。為使本公司汽車線束部件設計規(guī)范化，參考國內外汽車線束設計的技術要求，結合本公司已經開發(fā)車型的經

2、驗，編制本文。使本公司設計人員對汽車線束設計起到指導操作、提高電器線束設計的效率和合理性的作用。本文對中央控制盒、繼電器盒、保險絲盒及線束包扎等作了規(guī)范化要求，本文將在本公司所有車型線束開發(fā)設計中貫徹，并在實踐中進一步提高完善。電 線 束 設 計 流 程1.2低壓線束設計1.2.1 整車低壓線束設計電動汽車的供電系統(tǒng)設計是否合理，直接關系到汽車電器件的正常工作與否和全車的安全性，因此線束設計出發(fā)點基本都是以安全為主。整車電氣系統(tǒng)基本上由3個部分組成。蓄電池直接供電系統(tǒng)（一般稱常電）。這部分的電源所接負載一般都是汽車的安全件或重要件，主要目的是在為這些電器件提供電能時盡量少的 加以控制，確保在無

3、法啟動電動模式情況下，汽車也能短暫正常工作，以方便故障車輛能夠及時維修等。如：整車控制器電源、真空制動助力泵電源和轉向泵電源等。點火開關控制的供電系統(tǒng)（一般稱為IG 檔）。這部分電器件基本上是在車輛未行駛運轉的情況下才使用，取自預充電模塊的分支電源，避免了為蓄電池充電時爭電源的可能性。如：雨刮器、車燈控制電源、門窗控制電源等。電動模式的供電系統(tǒng)（一般稱為start 檔）。這部分電源是在車輛啟動電動模式下，電器件能夠正常啟動。電源的負載比較大，電源取之于預充電模塊，負載的電流消耗量不同，預充電輸出地電流量也就隨之成正比變化，有效地保證整車的用電量。1.2.2 線路保護設計A 熔斷器線路保護就是要

4、對導線加以保護，兼顧對回路電器件的保護。目前電動汽車所用保護裝置主要有熔斷器。它是一種安裝在中央控制盒中，保證電路安全運行的電器元件。當電路發(fā)生故障或異常時，伴隨著電流不斷升高，并且升高的電流有可能損壞線路。若線路中正確地安置了保險絲，那么，保險絲就會在電流異常升高到一定的高度和一定的時候，自身熔斷切斷電流，從而起到保護線路安全運行的作用。熔斷器按照結構上分為片式熔斷器 、插入式熔斷器 和旋緊式熔斷器 3種類型，這3種熔斷器有不同承載電流量的規(guī)格。在線路保護采用的熔斷器時，需要嚴格選取相應的規(guī)格。目前，我公司生產的電動汽車的動力系統(tǒng)線束都應用了這3種類型的熔斷器。一般根據負載的性質和最大連續(xù)工

5、作電流來確定熔斷器容量，按照經驗：如果是電阻性負載，如白熾燈，電阻加熱器等等，熔斷器額定容量（11.2）×電路最大工作電流；如果是電感性負載，如轉向助力電動機，剎車助力泵等等，熔斷器的額定容量=(24）×該電器的額定電流；如果是純電容性負載，則需要在回路中設置預充電電路；如果是復合性負載，則要具體分析該復合性負載主要是呈現(xiàn)什么性質的特征，數值的大小來確定熔斷器的額定容量。B 繼電器繼電器具有控制系統(tǒng)和被控制系統(tǒng)，通常應用于中央電氣盒和自動控制電路中，它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關”。故在電路中起著自動調節(jié)、安全保護、轉換電路等作用。常用繼電器的設備一般

6、有刮水器、喇叭、前照燈、霧燈、風扇、轉向燈（閃光器）等。常用的繼電器額定電壓為12V 。選用繼電器要參考的技術要求：可靠性好；性能穩(wěn)定；質量輕、體積小、壽命長，對周圍元器件影響小；結構簡單、工藝性好、成本低。產品符合QC-T 695-2002 汽車通用繼電器標準。C. 搭鐵分配設計原則DCDC 控制器、整車控制器等對整車性能及安全影響大，且易受其他用電設備干擾及整車電位均衡的需要，所以這些高壓電器件外殼的搭鐵點一定要單設。無線電系統(tǒng)為避免干擾，也要單獨搭鐵。弱信號傳感器的搭鐵最好獨立，搭鐵點最好是在離傳感器較近的位置，以保證信號的真實傳遞。 其他電器件可根據具體布置情況相互組合共用搭鐵點。原則

7、是就近搭鐵，避免搭鐵線過長，造成不必要的電壓降。蓄電池負極線、預充電模塊搭鐵線等因導線截面較大，因此一定要控制好線長和走向，減小電壓降；為增加安全性，預充電模塊負極和車身一般要單獨連到蓄電池負極搭鐵；搭鐵方式是通過螺柱式接頭搭鐵，此法一定要在接頭的尾部烤上熱縮管絕緣。 D 繼電器盒與保險絲盒的選用原則1. 本著滿足功能要求盒可靠性的前提，選用現(xiàn)有成熟產品； 2. 大小不要超過總布置給出的空間，尺寸在滿足安裝條件下追求小型化；3. 發(fā)動機艙的繼電器盒要求把發(fā)動機艙要用到的繼電器數量包含：如電噴繼電器、壓縮機繼電器、大燈繼電器、霧燈繼電器、喇叭繼電器、電子風扇高速/低速繼電器等；4. 儀表板保險盒

8、要求把除發(fā)動機艙以外的繼電器包含：如小燈繼電器、后除霜繼電器、空調繼電器、刮水繼電器、燃油泵繼電器、超車繼電器、鼓風機繼電器等。 E 繼電器盒與保險絲盒的設計1. 繼電器盒要預留1-2個繼電器位置和3-5個保險的位置；2. 保險絲盒要預留1-2個繼電器位置和3-5個保險的位置，為客戶在整車的批量生產后增加某種電氣功能提供方便；3. 根據各種規(guī)格保險絲與各種規(guī)格導線的特性曲線，我們歸納出保險絲與其所保護的導線之間有如下的對應關系：表 保險絲與導線線徑的對應關系（QBV 導線） （AVS 導線） 注:在此需要特別指出的是, 對于某些特殊系統(tǒng), 導線線徑的選擇應予以謹慎對待. 如大燈系統(tǒng), 由于燈光

9、的光強與電壓有如下的關系： 表 1.2.3 接插件選取插接件是線束的核心部件，插接件的性能直接決定著線束整體的性能，而且對全車的電器穩(wěn)定性、安全性起著決定性的作用。插接件選取要保證與電器件的良好接觸，使接觸電阻降為最低，提高可靠性，優(yōu)先選用雙彈簧式壓緊結構的插接件。目前，我公司采用接插件為AMP 公司、Delphi 公司和南通友星線束有限公司生產的接插件，符合相應的國家標準。根據導線的截面積和通過電流的大小合理選擇插接件。發(fā)動機艙內對接的護套，由于艙內溫度、濕度偏大，因此一定要選擇防水性護套。 在同一條線束中若用同一種護套，其護套種類和顏色一定要有區(qū)別?；谄囃庥^的整體協(xié)調性，在發(fā)動機艙中應

10、選用黑色護套。 為減少線束對接用護套的種類和數量，優(yōu)先選用混合型件，使裝配固定方便。對于要求性能較高的整車控制器、核心部件ECU 等用的端子插接件，應優(yōu)先選用鍍金件以保證安全可靠性。蓄電池接頭（電瓶夾）內部為錐體，錐度為1:9；電瓶夾的材料為鍍錫銅、鍍鋅銅或鉛銻合金。 1.2.4 導線選取汽車線束常用的導線通常使用多股絞合銅導線，絕緣皮為PVC 絕緣材料。線束用導線要有耐溫、耐油、耐磨、防水、防腐蝕、抗氧化、阻燃等特性。 汽車線束常用的導線種類有日標（A VSS 等）、國標（QVR ）、德標（FLRY ）、美標等幾大系列。A VSS （A VS ）導線的特點是薄皮絕緣，柔韌性較好；QVR 的特

11、點是絕緣皮厚，比較柔軟，延展性好；德標導線絕緣皮更薄，柔韌性好；美標導線絕緣皮一般為熱塑性或熱固性彈性體，還有經過輻照工藝加工的?？筛鶕脩舻男枨蠛筒煌墓ぷ鳝h(huán)境選取適當類型的導線。我公司設計的動力系統(tǒng)線束所用的汽車導線為徳標A VS 、A VSS 、QBV-1系列導線。根據電器件功率的大小計算流通導線的電流；長時間工作的電氣設備可選擇實際載流量60%的導線；短時間工作的用電設備可選用實際載流量60%-100%之間的導線；根據不同的工作環(huán)境和溫度大小適當改變導線的截面積；根據導線的走向、插接件的數量（即電壓降的大?。┻m當改變導線的截面積。導線顏色的選用1. 依據（QC/T414-1999汽車用

12、低壓電線的顏色），選用導線顏色；表 顏色代碼表 2. 優(yōu)先選用單色線，電源線優(yōu)先選用紅色或主色為紅色的雙色導線； 3. 接地線用黑色導線，或黑色為主色的雙色導線； 4. 一個插接件內盡量不要出現(xiàn)線徑顏色都相同的現(xiàn)象5. 分系統(tǒng)標出主色線，即一個系統(tǒng)盡量選用以一個單色為主色的雙色導線，如雨刮系統(tǒng)選用成棕紅、棕白、棕黃、棕黑等，這樣在裝車或維修時又很大的方便性。 線束接地的設計1. 根據實際裝車情況，合理的選擇接地處； 2. 各個ECU 就近接地，防止干擾； 3. 儀表內的信號地應該單獨接地；4. 接地處一般采用孔式接頭方式，在車身上打孔，配焊接螺母，孔式接頭的大小取決于通過該處的電流大小，一般用

13、M6、M8或M10的孔式接頭，材料厚度在0.5-2.0MM 之間，計算通過該處的電流選用多大孔徑的接頭； 5. 根據流經此處的電流，合理的計算該接地處線徑的大小，如電流太大，則考慮用插接器的方式轉接；表 搭鐵線線徑與用電負荷容量的對應關系（QBV 導線） （AVS 導線） 1.2.5 線束包扎和固定設計 A 線束包扎線束外包扎起到耐磨、阻燃、防腐蝕、防止干擾、降低噪聲、美化外觀的作用，一般根據工作環(huán)境和空間大小制定以下包扎設計方案。發(fā)動機艙線束（一般稱為前艙線束）工作環(huán)境惡劣，因此全用高阻燃 性、防水、機械強度高的波紋管包扎。 儀表線工作空間較小，環(huán)境相對較好，可用膠帶全纏或花纏。 底盤線 因

14、與車體接觸部位較多，因此用波紋管包扎防止線束磨損。 B. 固定方式 中央電器盒一般用電器盒本身設計的固定結構直接安裝在車身上。各 條線束一般用特殊網狀扎帶等固定在車身螺栓內。車身螺栓尺寸大多為直 徑為 5mm、6mm。如有相同走向的整車線束，將動力系統(tǒng)線束用常規(guī)扎帶 并行固定在一起。 1.3 高壓線束設計 1.3.1 線路保護設計 在動力系統(tǒng)線束設計中只采用高壓熔斷器的保護措施，在電氣系統(tǒng)中 擔負串接通電和安全保護的雙重功能，關系著車輛與人身的整體安危，因 此，對電動汽車實施保護的熔斷器，必須是直流型的能夠超快速開斷的產 品，否則當短路電流出現(xiàn)的瞬間不能迅速安全斷開電路通道，短路故障電 流直接

15、沖擊蓄電池或擊高壓輸入模塊，其后果很嚴重。 由于熔斷器的動作原理簡單，制造成本低，限制開斷故障電流的安全 可靠性強，是過電流特別是短路保護最有效的電器元件。 2001 年國家質檢局和標準委在 GB/T 18384.2-2001 電動汽車安全要 求的第 2 部分：功能安全和故障防護的第 5.5 條“過電流切斷裝置”一 節(jié)中明確規(guī)定：當電流過大時，應使用一個電路保護器、切斷裝置或熔斷 器斷開車載電源 （例如動力蓄電池） 的至少一個電極。 或是 GB/T 18384.1 第 7 章規(guī)定的動力蓄電池的過電流斷開器。每次電源切斷后，在故障明確 10 的情況下，應允許僅通過正常的電源接通程序來重新給驅動系

16、統(tǒng)供電。由 此可見，用熔斷器保護電動汽車動力電池，不僅是熔斷器自身具有諸多優(yōu) 勢條件，也是國際通行公認的有效措施，更是國家標準明確規(guī)定不可或缺 的必要手段。 1.3.2 高壓電纜選取 電動汽車裝配有高壓電氣設備，對于高壓電氣設備所用的電纜應需要 承受高壓特性的特種高壓汽車電纜，安全等級比低壓導線要高。 A電纜結構 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

17、緣直徑、內護層直徑和護套外徑等。 高壓多芯電纜從結構上主要有多芯線和護套組成。多芯電纜芯數可為： 260 芯，優(yōu)先芯數為 2、3、4、5、6、7、12、18、27、36、48 和 60 芯； 纜芯的中心不允許放絕緣線芯，單 5 芯及以上電纜的第一層中心可放一根 合適材料制成的填充物；3 芯及以上的纜芯應有一根黃綠色的絕緣線，用于 高壓絕緣接地保護線； 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。 B. 電纜材料 11 導體：繞線式鍍錫退火銅； 絕緣體：120-200 攝氏度級別，耐熱， 無鹵素 XLPE

18、； 屏蔽物： 鍍錫退火銅繞線編織而成； 外殼： 耐熱 105-180 攝氏度，無 Pb PVC（或 HF-XLPO、TPE-E、PP-FR、 ETFE：可選） 。 C電纜線色 高壓電纜采用顏色識別，電纜中的接地線或類似保護目的的線芯都必 須采用黃綠色的識別標志，黃綠色在線芯表面上應占有 30%-70%，余下部 分的另一種顏色 并在整個長度的線芯上應保持一致，在有黃綠色的纜芯 中，應盡量避免采用黃色或綠色作為其他線芯的識別顏色。 多芯電纜的 纜芯線色識別采用低壓導線的線色識別方法，線芯的絕緣或最外層護套的 顏色應采用橙色。 D. 電纜標志 高壓電纜用文字、字母、符號、顏色等標出電纜的制造廠、產品商標、 型號、規(guī)格、性能等。 標志顏色應能確認符合或接近 GB 699.5-86電線 電纜識別標志 第二部分：標準顏色規(guī)定的某一種顏色；標志顏色應易于 識別或易于辨認；標記應耐擦，擦拭后的顏色基本保持不變，汽油或其他 合適溶劑清洗后，標志顏色保持不變。 E電氣特性 a 完全適用于額定電壓 450 750V 及以下的高壓與電流條件； b出眾的 EMI、EMC 抗電磁干擾能力， 采用 360 度網狀