動力電池高壓連接器(單芯)技術規(guī)范

1、目 錄 1 、 目的 .2 2 、 適用范圍 .2 3 、 定義 .2 4 、 職責分配 .2 5 、 流程圖 . .2 6 、 程序內(nèi)容 . .2 6.1 動力電池高壓連接器技術參數(shù)要求 .36.1.1 高壓連接器性能要求 . 46.1.2 高壓連接器技術參數(shù)要求 .46.2 高壓連接器結構設計要求 . 56.2.1 高壓連接器插座中接觸件與動力電池主電路連接端設計要求 .76.2.2 高壓連接器插座固定于箱體面設計要求 .76.2.3 高壓連接器插座與插頭連接觸件設計要求 .76.2.4 高壓連接器插件的絕緣防觸摸設計要求 .86.2.5 高壓連接器的保護殼體設計要求 .86.2.6 高壓

2、連接器的防呆設計要求 .86.2.7 高壓連接器的防呆設計要求 .86.2.8 高壓連接器的高壓互鎖設計要求 .96.2.9 高壓連接器的溫控互鎖設計要求 .96.2.10 高壓連接器的動力線纜設計要求 .96.2.11 高壓連接器的互換性設計要求 .96.3 動力電池高壓連接器檢驗標準要求 .116.4供應商送樣承認要求 .137、 相關文件 .138、 相關記錄 .131 目的 Objectives: :汽車產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟的重要支柱產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，隨著我國經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化進程加速推進，今后較長一段時期汽車需求仍將保持增長勢頭，由此帶來的能源緊張和環(huán)境問題

3、更加突出，加快培育和發(fā)展節(jié)能汽車與新能源汽車，即是有效緩解能源和環(huán)境壓力，推動汽車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)的緊迫任務，也是加快汽車產(chǎn)業(yè)轉型升級、培育新的經(jīng)濟增長點和國際競爭優(yōu)勢的戰(zhàn)略舉措。新能源電動汽車產(chǎn)業(yè)正是在這一時代背景下應運而生，動力總成作為整個新能源汽車的核心，如何保證其安全穩(wěn)定顯得尤為重要。由于當前在動力電池高壓連接器部分國內(nèi)還沒有發(fā)布國家標準，大多企業(yè)是執(zhí)行企業(yè)標準或參照其它同類產(chǎn)品的標準執(zhí)行，或者直接借用其它行業(yè)使用的連接器，上述原因對連接器在使用過程中的安全及互換性帶來挑戰(zhàn)。為了實現(xiàn)公司產(chǎn)品標準化和設計標準化，統(tǒng)一產(chǎn)品各個部位的設計細節(jié)，避免不合理的產(chǎn)品設計，減少設計錯誤率，工程師在設計過程

4、中思路清晰且有據(jù)可依，品質有據(jù)可檢，生產(chǎn)操作便捷，縮短供應商生產(chǎn)周期，特定此規(guī)范。2 適用范圍 Applicable Scope: :本規(guī)范適用目前公司所有動力電池高壓連接器，文件中明確規(guī)范了高壓連接器的結構設計標準及高壓連接器技術標準要求，但對于創(chuàng)新型高壓連接器設計不完全適用。3 定義 Definitions: :3.1 動力電池高壓連接器：一種借助于電信號或機械力的作用使電路內(nèi)被阻斷處或孤立不通的電路之間，架起溝通的橋梁，從而使電流流通，使電路實現(xiàn)預定的功能；3.2 下文中所有尺寸單位默認為 MM，重量單位默認為 KG；4 職責分配 Responsibility Dis tribution

5、: :4.1 產(chǎn)品工程部都依照標準文件的要求執(zhí)行。4.2 品質中心來料檢驗可以參考此規(guī)范文件對品質進行評估和檢驗。4.3 采購中心可依此規(guī)范選擇可滿足我司技術要求的供應商。5 流程圖 Process Chart: : 無。6 程序內(nèi)容 Procedure Content: :6.1 動力電池高壓連接器技術參數(shù)要求6.1.1 高壓連接器性能參數(shù)要求連接器的電氣性：接觸電阻、絕緣電阻、外殼電連續(xù)性、屏蔽性、耐電壓、額定電流、溫升。連接器的機械性能：插入力、分離力、接觸件保持力、鎖緊機構保持力、線纜抗拉強度、震動、沖擊、位移、使用壽命。連接器的環(huán)境性能：高溫、低溫、潮濕、低氣壓、防水、防沙塵、浸油、

6、鹽霧、霉菌、耐老化。6.1.2 高壓連接器技術參數(shù)要求基于連接器的上述特性集合目前市場電動車的實際情況，對所有高壓連接器的性能作如下技術要求，以保證動力電池在汽車運行中的可靠性和安全性。額定電壓：DC 1000V額定電流：300A、400A、500A 溫升55K耐電壓：DC 5000V絕緣電阻：5000M (常態(tài))，200M (濕熱)接觸電阻：0.67m工作溫度：-40125（特殊情況除外）相對濕度：95（40時）防護等級：IP67阻燃等級：UL94 V-0鹽霧等級：10 級，金屬表面無缺陷振動：頻率為 55500HZ，加速度為 150m/s（三個相互垂直方向）每方向各 2小時，電流瞬斷時間不

7、超過 1 s沖擊：頻率為 1040HZ，加速度為 300m/ s（三個相互垂直方向） 經(jīng) 1000次以上，瞬斷時間不超過 1 s機械壽命：1000 次以上材料要求符合 RoHS 要求，部分線束及連接器需要屏蔽功能，要求連接器需要外殼具有良好的電連續(xù)性。高壓連接器其它標準要求：A.穩(wěn)定的接觸電阻；B.使用壽命長、耐老化；C.機械的堅韌性；D.連接器的安裝和操作要方便；E.小尺寸，重量輕、高密度；F.良好的嚙合和分離手感；G.工作時銅排溫升55K;H.防水、防塵、防油污；J.抗電磁輻射，可屏蔽功能；K.絕緣體：寬的溫度使用范圍；L.耐高電壓、通載大電流、且有良好的絕緣性；M.容易裝配及維修。6.2

8、 高壓連接器結構設計要求高壓連接器為方便拆裝須設計成插座、插頭、動力線纜 結構形式。插座固定于鈑金箱體，通過與插頭的接通起到連接電路的功能。插座、插頭的設計須包含接觸件、接觸件保護外殼、接插件絕緣保護層、二次鎖緊保護、附件 等部件。動力線纜包含導通層、部分線纜帶屏蔽層 屆時會另行規(guī)定。接觸件：連接器俗稱銅排是完成電路連接功能的核心零件，其材質須良好的導通性，較高的耐熱、耐腐蝕 性能。接觸件保護殼：也稱外殼是連接器的外罩，它為內(nèi)裝的絕緣安裝板和接觸件提供機械保護，并提供插頭和插座插合時的對準，進而將連接器固定到設備上，其材質須良好的耐磨、耐寒、耐高溫、耐腐蝕、抗氧化性能及較高的機械強度。接插件絕

9、緣保護層：對接插件起絕緣保護作用使接觸件按所需要的位置和間距排列,并保證接觸件之間和接觸件與外殼之間的絕緣性能，其材質須良好的耐高溫、耐腐蝕、抗氧化 、高的介電強度、低吸水性、高抗沖擊 能力。二次鎖緊保護：有效保護連接器插頭、插座的有效連接，防止汽車運行過程中的松脫或接觸不良引起的安全事故，其材質須良好的耐高溫、耐腐蝕、耐磨損性能。動力線纜：完成各連接器的有效連接。導通層部分要求有良好的導通性、延展性。屏蔽層材質要求良好的電磁屏蔽性、耐高溫、耐腐蝕性。絕緣層材質要求良好的電絕緣性、耐高溫。整根動力線纜的最小彎曲半徑不得高于 5d-10d（d 為線纜外徑）。高壓連接器必須在明顯位置作生產(chǎn)編號以便

10、后續(xù)的追蹤。附件：附件分結構附件和安裝附件。結構附件如卡圈、定位鍵、定位銷、導向銷、聯(lián)接環(huán)、電纜夾、密封圈、密封墊等。安裝附件如螺釘、螺母、螺桿、彈簧圈等。附件須符合標準件 和通用件標準。6.2.1 高壓連接器插座接觸件與動力電池主電路連接設計要求注意：A、F 值在滿足以上條件時還須同時滿足上述 1.2 連接器技術參數(shù)中的各要求此銅排因使用場合不同，以銅排與互鎖開關所成夾角設計銅排角度為水平 及垂直，如圖中銅排角度即為水平連接器插座中接觸件與動力電池主電路連接處于箱體內(nèi)部不經(jīng)常拆卸，須保證接觸良好、穩(wěn)定，采用螺絲鎖付連接，在連接器接觸件上攻 M10 螺紋。因此除了須滿足上述 1.2 連接器技術

11、參數(shù)中的各要求外，還須具有良好的機械強度，如圖（4）中一種接觸件設計中各尺寸設計參考標準，其中 E 尺寸為絕緣層厚度尺寸。6.2.2 高壓連接器插座固定于箱體面設計要求因箱體氣密性的要求非常嚴格，連接器插座與箱體固定面須有防水橡膠墊及橡膠墊保護沿 設計，其中防水橡膠墊須帶“O”型圈 設計增加防水效果。6.2.3 高壓連接器插座與插頭連接觸件設計要求連接器插座與插頭連接端處于箱體外部，須有插座端口保護蓋 設計。此端經(jīng)常拆卸須保證插座與插頭接觸良好、過流、過壓持續(xù)、穩(wěn)定、拆卸方便。此處設計有兩處防水需保證A.連接器插座與箱體裝配后的未插合狀態(tài)防水等級須達到 IP67 等級，方便箱體氣密性檢測；B.

12、連接器插座端口在未插合存放倉庫時，保護蓋須防塵、防水設計 且能滿足經(jīng)過長途運輸震動后保護蓋不會掉防水等級應達到 IP65 等級。6.2.4 高壓連接器插件的防觸摸絕緣設計要求連接器插座與插頭中接觸件都需與保護外殼作相互絕緣處理，保證外殼絕緣不帶電，保證操作人員的安全。橡膠防水墊保護沿橡膠防水墊所有接觸件須有“防觸摸設計” 避免在安裝及檢修中手因各種原因直接觸碰接插件加速表面氧化影響導通性及因接觸件帶電對人員造成的傷害，防觸摸設計需安全有效固定牢靠。圖（6）中紅色部分為防觸摸設計6.2.5 高壓連接器的保護殼體設計要求連接器的保護殼體為接觸件的外罩，它為內(nèi)裝的絕緣安裝板和接觸件提供機械保護，并提

13、供插頭和插座插合時的對準，結構要求簡單、體積小、重量輕 與箱體的固定螺絲優(yōu)先選用 M4*12 杯頭內(nèi)六角（W10000097）。連接器的保護殼體必須有二次鎖緊保護 設計有效保護連接器的插頭及插座的有效連接，要求設計時，安全有效、結構簡單、操作方便。6.2.6 高壓連接器插頭的其它設計要求連接器插頭的出線端須設計直頭、彎頭 及可旋轉彎頭（互鎖結構固定不動，以互鎖結構為基準可順時針、逆時針旋轉 90） 三種規(guī)格便于不同的環(huán)境使用，詳見圖（7）。a直頭 b彎頭 b彎頭帶旋轉功能6.2.7 高壓連接器的防呆設計要求連接器在實際使用過程中為了快速區(qū)分正負極插頭插座，連接器須有防呆設計，且必須采用“三防設

14、計”結構防呆、顏色防呆、字母防呆 。在“三防設計” 中各要求任何個人或部門不得以任何理由取消。否則須得到公司研發(fā)部門最高主管書面同意。結構防呆：正極的插頭不能與負極的插座互配，只能與對應規(guī)格的正極插座配合，負極同理。顏色防呆：在正負極插座、插頭的明顯區(qū)域作顏色防呆紅色=正極 、黑色=負極，裝配原則紅配紅，黑配黑。字母防呆：在正負極插座、插頭的明顯區(qū)域座字母防呆 “X” =正極、“Y”=負極。6.2.8 高壓連接器的高壓互鎖設計要求為了避免由于高壓連接器在實際操作過程中帶電斷開、閉合所造成的打弧防觸摸設計絕緣處理防觸摸設計現(xiàn)象，高壓連接器須具備“高壓互鎖” 功能。具體要求如下：帶電高壓接觸件在連

15、接時，整個回路不帶電，只有當高壓互鎖回路接通并給系統(tǒng)傳遞一個信號后才開始連上高壓電路。同理在連接器斷開的時，先斷開高壓互鎖回路，系統(tǒng)高壓電路斷開，然后帶高壓的接插件在不帶電的情況下拔出，這樣就避免了打弧的可能。此結構在設計時須保證高壓互鎖功能安全有效、結構緊湊體積小、安裝方便 。6.2.9 高壓連接器的溫控互鎖功能設計要求為了避免由于高壓連接器在使用過程中因各種原因造成連接器溫度過高，燒毀連接器甚至引發(fā)火災給設備及人員帶來損害，高壓連接器必須具備“溫控開關互鎖”功能。具體要求如下：當高壓連接器因各種原因導致連接器接插件溫度升高到預設值時，溫控開關斷開并給系統(tǒng)傳遞斷開信號，提醒車輛操作人員停車檢

16、修。6.2.10 高壓連接器的動力線纜設計要求A.所有的動力高壓線束滿足QC/T 417.1-2001 車用電線束插接器第一部分試驗方法合一般性能要求標準；電纜、波紋管耐溫等級：-40125；電纜線電壓等級：DC 1000V。波紋管和熱縮套管阻燃等級 UL94V0 ；線束的絕緣電阻500M ；線芯壓接后的拉力要求超過 2500N。B. 在無特殊要求下統(tǒng)一使用非屏蔽線。C. 統(tǒng)一使用橙色線。D. 外部動力線統(tǒng)一套橙色波紋管，使用紅、黑熱縮管和正負極插頭及箱號+正（負）極標簽區(qū)分（例如 2 號箱負極，3 號箱正極）；箱號統(tǒng)一用中文表示。E.動力線長度符合圖面要求，不可交叉，最小彎曲半徑不得高于 5

17、d-10d（d 為線纜外徑）。F. 動力線套波紋管要求加熱縮管，且熱縮管需打膠后再熱縮。（熱縮套管厚度不能低于 0.5mm），且須有顏色防呆設計，正極配紅色熱縮套管，負極配黑色熱縮套管。如圖 1 所示：G. 特殊動力線纜上還須有“過流自動斷開”設計。H.高壓連接器插合后的裝配尺寸須滿足下列尺寸要求。圖（8）6.2.11 高壓連接器的個規(guī)格間互換設計要求依據(jù)目前公司現(xiàn)狀及未來產(chǎn)品規(guī)劃中對額定電流的不同要求，公司所有高壓連接器分為三個規(guī)格。額定電流 300A 的類，額定電流 400A 的類，額定電流 500A 的類。三個規(guī)格只是額定電流不同，其余技術參數(shù)要求及結構相同且須嚴格按照本標準中一、二部分

18、規(guī)定嚴格執(zhí)行。三個規(guī)格中的附件設計如固定螺絲、定位銷等標準件的使用如無特殊情況必須一致保證其互換 性詳見圖(9)尺寸要求，否則需取得公司(沃特瑪)研發(fā)部門最高主管的書面同意。類類中的連接器在結構設計時安裝方式及尺寸須保證一致，即當類連接器中某一型號發(fā)生故障，能夠用中的同一型號進行快速代用。a 300A 箱體開孔尺寸 b 400A/500A 箱體開孔尺寸固定：M4*12 杯頭內(nèi)六角（W10000097） 固定：M4*12 杯頭內(nèi)六角 （W10000097）6.3 動力電池高壓連接器檢驗標準要求高壓連接器必須在長期使用中保持高度的可靠性，為此必須對設計的規(guī)格進行各種試驗，通過實驗，掌握絕緣的情況，

19、可保證產(chǎn)品質量或及早發(fā)現(xiàn)缺陷，從而進行相應的維護與檢修，以保證設備的正常運行。為了保證供應商制造的產(chǎn)品時符合我司的技術要求，現(xiàn)對高壓連接器的檢驗方法及判定標準作如表（1）規(guī)定，動力線纜判定標準如表（2）規(guī)定測試項目 標準 測試方法 檢測工具包裝標識包裝方式統(tǒng)一，表面無破損，表面包裝信息俱全，與實物完全一致，內(nèi)附性能測試報告目測 /外觀外觀無損傷、掉漆等不良現(xiàn)象，工藝符合技術要求。依據(jù)相關規(guī)范檢驗標識、外觀、制造工藝及相關要求的完成情況目視尺寸 實物尺寸與圖紙完全一致依據(jù)圖紙進行尺寸檢查注：圖紙必須標有尺寸公差直尺/游標卡尺材質 承認書附有材質檢測報告 目測 /互配性同一型號規(guī)格的自由連接器與固

20、定連接器應能完全插合和分離，不可有明顯阻礙、配合不順暢等，注意裝配方向、防呆結構及位置是否正確直接作用力互配 5 次以上/機械壽命 1.無機械損壞和環(huán)境防護等級減弱 互配 1000 次 /2.接觸電阻符合規(guī)定要求保持力 330N(min)以 25mm/min 的速率，對互配的連接器以直接拉力作用拉力測試機跌落測試1.無機械損壞和環(huán)境防護等級減弱2.電氣性能符合規(guī)定要求互配的連接器，從 1 米高處垂直跌落至水泥地面，跌落 3 次/鹽霧測試1.10 級，金屬表面無缺陷2.電氣性能符合規(guī)定要求中性鹽霧試驗（NSS 試驗）：將產(chǎn)品放入鹽霧測試設備中，5%的氯化鈉鹽水溶液，開啟連續(xù)噴霧模式，測試周期 4

21、8H鹽霧機防水測試 IP67互配的連接器，接有合適的線，放入水深1 米處，浸泡至少 30 分鐘水箱絕緣電阻正常條件下，絕緣電阻均應5000M ；濕熱條件下，200M相對濕度 45%-75%條件，在插接器中不相連通的插接件之間以及插接件與包覆殼體的金屬箔之間，施加 2500V 直流電壓，以測量絕緣電阻絕緣電阻儀接觸電阻 電回路接觸電阻0.67m用過流壓降法：按照連接器的額定電流進行過流測試，記錄連接器（不包括線束部分）兩端的壓降值，測量多組數(shù)據(jù)，計算平均接觸電阻值數(shù)字電橋耐壓測試 無介電擊穿和火花現(xiàn)象，漏電流1mA在插接器中不相連通的插接件之間以及插接件與包覆殼體的金屬箔之間，施加直流 5000

22、V 電壓, 時間 1min交直流耐壓測試儀溫升測試 溫升55K按照連接器的額定電流，以及結合其所壓線束的橫截面積計算標準過流值，按照此電流大小持續(xù)過流，測量整個過程中連接器表面以及銅排的溫升多路溫度測試儀高低溫老化1.無機械損壞和環(huán)境防護等級減弱2.接觸電阻符合規(guī)定要求互配的連接器在-40和 125的環(huán)境下各放置 2H，循環(huán) 50 次高低溫恒溫恒濕箱表（1）高壓連接器的檢驗方法及判定標準測試項目檢測要求 檢測方法 檢測工具外觀外表光潔，彎曲擠壓絕緣層不會變成白色狀、有粉末掉落；表面標志正確、清晰、牢固；壓線處不能有飛絲、松動等檢驗表面標識；用手彎曲擠壓絕緣層觀察擠壓處是否會變成白色狀、有粉末掉

23、落；觀察壓線處是否有飛絲、松動等現(xiàn)象。/尺寸所有測量外徑應在相應規(guī)格電線最大和最小外徑范圍之內(nèi)取 3M 長試樣，使用精度為0.01mm 的測量裝置（測量時應不使電線變形），以 1M 間隔取 3 個位置進行測量，記錄每點處的最大和最小外徑；卡尺材質 承認書附有材質檢測報告 / /絕緣阻值絕緣阻值5000M用絕緣電阻測試儀在導電部分與絕緣部分，施加5000V 直流電壓，測量絕緣阻值。絕緣電阻測試儀耐壓測試無介電擊穿和火花現(xiàn)象，漏電流1mA取試樣，用耐壓測試儀施加 AC2500V，一端打銅芯上，一端打絕緣層上，5min 內(nèi)觀察絕緣套的狀態(tài)，是否有擊穿燒焦現(xiàn)象 。交直流耐壓測試儀接觸電阻接觸電阻0.67m方法一：用數(shù)字電橋測量線芯與線耳間接觸電阻；方法二：壓降法測量線芯與線耳間接觸電阻。數(shù)字電橋溫升測試溫升55K在常溫常壓下，按照線束的橫截面積計算標準過流值，按照此電流大小持續(xù)過流，測量整個過程中動力線束的溫升恒流源、多路溫度測試儀電阻率測試與線材（銅線、鋁線）的理論電阻率進行比較根據(jù)公式 R= l/s ， 其中的 就是電阻率，l 為材料的長度, s 為面積，R 根據(jù)過流壓降法可得出卡尺/恒流源熱收縮測試在任意端絕緣長度收縮應不超過 2mm準備三個 100mm 試樣，放入