汽车安全用电设计构想原稿.doc

三、关键技术及创新

本课题的关键技术：
1、电动汽车高压零部件安全技术要求
例如：电池组密封要求、充放电安全要求等
2、 高、低压线束选择及其布置要求
例如：线束线径、颜色、走向布置要求等
3、高、低连接器选择及其布置要求
例如: 连接器型号、颜色、特性要求等
4、功能安全和故障防护要求
5、人员触电防护要求
6、车载储能装置要求
7、电动汽车安全策略要求
8、车用保险选择要求
五、开发进度
2011年10月---2011年12月 研究现有的国际及国家标准
2011年12月---2012年3月 提出设计构想及方案评审
2012年3月---2012年6月 完成整车验证
2012年6月---2012年9月 完成装车评审及整改验证
2012年9月 ---2012年12月 完成标准签批

汽车安全用电防护标准
电动汽车安全用电防护标准
第1部分：高、低压线束选择及其布置要求

Part 1:

         发布

目    次
前言 II
1　范围 1
2　规范性引用文件 1
3　术语和定义 2
4　技术要求 2
5　测试方法 9
6　检验规则 11
7　标志、包装、运输和贮存 13

前    言
为贯彻落实国家节能环保政策，促进电动汽车推广应用，指导和规范电动汽车高压用电器及线缆设计，特制定本指导性技术文件。
《电动汽车充电系统技术规范》分为七个部分标准样式是否要分7个部分
：

—— 第1部分：高、低压线束选择及其布置要求；
—— 第2部分：高、低连接器选择及其布置要求；
—— 第3部分：车用保险选择要求；（刘工可编写高压保险部分）
—— 第4部分：电动汽车高压电器部件安全技术要求；（刘工编写动力电池部分及高压盒）
—— 第5部分：电动汽车安全策略要求；
—— 第6部分：功能安全和故障防护要求；(高压互锁，碰撞切断)
—— 第7部分：人员触电防护要求；
本部分为XXXXXXX的第1部分。
本部分按照XXXXXX给出的规则起草。
本部分由XXXXXXXXXXXXXXXXX提出并归口。
本部分起草单位：XXXXXXXXXXXXXXXXX。
本部分主要起草人： XXXXXXXXXXXXXX
14
电动汽车安全用电防护标准 第1部分：高、低压线束选择及其布置要求
1　 范围
本标准第一部分规定了电动汽车高、低压线缆的选型方法、线缆颜色要求、布置要求。
本部分适用于电动汽车。
2　 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 12678-1990 汽车可靠性行驶试验方法
GB/T 18384 电动汽车 安全要求
GB/T 18387-2008 电动车辆的电磁场辐射强度的限值和测量方法宽带9kHz～30MHz
GB/T 19596-2004 电动汽车术语
QC/T 413-2002 汽车电气设备技术条件
Q/HMD 2051-2009 线束质量评估
Q/HMA 3003-2010 电气系统设计计算书编制规则
Q/HMD 3044-2009 汽车线束三维设计规范
Q/HMD 3047-2009 汽车线束二维设计规范
SAE J1742-2005 道路车辆车载电线束高压连接 试验方法和一般性能要求
GB/T 20234-2006 电动汽车传导充电用插头、插座、车辆耦合器和车辆插孔通用要求
GB/T 25085-2010 道路车辆 60V和600V单芯电线
3　 术语和定义
GB/T 19596-2004、GB/T 18384.3-2001以及SAE J1742-2005界定的术语和定义适用于本文件。

4 低压线束设计规范请参照标准
4.1 高低压线束设计规范

4.1.1 高压线束组成部分
高压线束主要分为电池箱到电池箱，电池箱到到高压盒，高压盒到电机控制器，电机控制器到电机，高压盒到车载充电机，车载充电机到慢充插座，慢充插座到交流充电桩或民用插座，高压盒到快充插座，快充插座到直流充电桩，高压盒到空调压缩机控制器，高压盒到PTC等部分组成。连接示意图如图1

4.1.2 高压线束选型
高压线缆选型主要参考高压电器的电压、工作电流、冲击电流、工作温度等方面。
以电动汽车车型电池箱高压线缆选型为例：
电池箱放电电压范围77*（2.5～4.2）=（192.5～323.4）V；
电机额定功率11Kw,峰值功率27 Kw；
其它主要大功率用电器如表1
序号
项目
功率(kW)
1
驱动电机控制器
0.05
2
PTC
2.8
3
空调
1.5
4
助力转向系统
0.13
5
真空助力泵
0.06
6
冷却风扇
0.18
7
水泵
0.04
8
其它电器
0.1
9
总功率
4.86
所以电池箱提供的额定功率为11/0.95额定条件下的最大效率
+4.86=16.44Kw
峰值功率为27/0.95额定条件下的最大效率
+4.86=33.28 Kw
电池箱额定放电电流为16.44Kw/288V=57A
放电电流峰值为33.28 Kw/192.5V=173A
注：实际路况中电流会在XX安培；但急加速、急减速情况下电流会达到200A左右（持续时间XXXX）。
线缆选择时根据环境温度以及正常工作下的温升，根据上述参数以及线缆厂提供的数据可以选择适合线径的线缆。例如莱尼线束25 mm²与35mm²如下图：

图一

图二
假定环境温度30℃，工作温升40℃，故电池箱选择125-S 25型号的线缆。
线缆选型时要考虑线缆周围环境温度。当周围有热源时，要根据热源发热量及周围散热条件来设定环境温度。

4.1.2 高压线缆颜色要求
（1）单芯及多芯高压线缆颜色选用橙色，用于区别低压线束，要求加套波纹管时，须选用橙色波纹管；如下图

（2）多芯高压线缆以散线走线时，可选用红、白、黑等颜色线缆但要加套橙色波纹管用于区别低压线束；如下图

（3）车用高压用电器与外部电网连接时，必须增加设备地线与电网相连，颜色选用黄绿线。如下图

4.1.3 高压线缆其它要求
当高压线缆周围布置有控制模块时或者是对电磁辐射要求较高时，线缆需选用带屏蔽功能，线材应符合标准GB/T 25085-2010。带屏蔽线缆如下图：

当高压线缆周围布置有高温用电器时，线材需选用耐温材质并加套橙色波纹管。
4.1.4 高压线束布置要求
4.1.4.1 固定部件
高压线缆的固定方式一般采取卡扣固定。也可制作专用支架或塑料保护外壳用来固定。参考标准Q/HMD 2051-2009。固定布置完成后，线束要求不能产生相对移动，并且尽量做到整齐美观。
4.1.4.2电动汽车高压线束布置要点
电动汽车高压线路应避免布置在乘客舱或行李箱中，一般分为前机舱线束和车底线束。由于高压防护类型的材料价位较高，所以在设计高压线路布置时应尽量精简插接器的使用，合理化布置高压线缆，避免无必要的走线和由装配工艺引起的线缆对接点。
4.1.4.3车底线束布置
车底线束布置应满足以下要求：
a） 线束的分块应合理，注意在走线的过程中要绕开可能引起干涉的部件；
b） 线束走线应避免锐角过线，防止电线折断；
c） 线束走向应尽量远离高温发热物体，避免传导热和辐射热的伤害；
d） 线束布线应沿边、沿槽(在车体上专门设计走线槽)，防止线束直接承受压力；
e） 走线路径应尽可能的短，以节省线束成本；
f） 不方便双手操作的地方要将插接器一侧做固定安装，以便于单手操作；
g） 要考虑插接器的占用空间和对接操作空间，运动件、开闭件间的线束要留足够最大开度的长度、并考虑最小开度时的堆积空间和固定方式；
h） 线束如果跨度太长的空间，要在这段线束上每隔一定的距离就加上一个卡子固定；
i） 线束过锋锐边、过孔时应加防护，护套大小应该根据穿过的插接器大小来确定，以便插接器和线束能顺利穿越，护套需做防水设计；
j） 线束必须在车身上可靠固定,如无法与车身固定时，应与就近的金属结构件捆扎固定，避免固定在电池箱体上；
k） 护套、卡子不能高出固定处太多，避免磕碰；
l） 较长距离穿过狭窄孔洞，要求结构件中间加开便于中转线束的沉孔；
m） 应考虑工艺装配顺序和装配、维修的方便性，考虑到电池快换的问题，高压线路应避免固定在电池箱上，电池箱应无较长出线；
n） 安装完成后车底高压电缆不可见，以避免障碍物对裸露在车外的线束造成损坏。
4.1.4.4前机舱线束布置
前机舱线束布置应满足以下要求：
a） 线束布置应尽量不可见；
b） 应考虑工艺装配顺序和装配、维修的方便性。尽可能考虑大总成模块化装配，提高生产线装配速度；
c） 线束不准外露，应套波纹管防护；
d） 排列方式按棋盘方式（纵、横、高度方向对齐），避免斜线布置，要求整齐美观；
e） 插接器、胶带、护套等均使用橙色系；
f） 在前壁板、轮胎鼓包、前部上构件等前机舱的前后面和左右侧面配置线束；
g） 尽量避免空中配线；
h） 确保相对运动零部件间隙；
i） 线束连接处（插接器）应考虑布置在泥水不易飞溅到的地方，要求均采用防水插接器。
电动汽车安全用电防护标准 第2部分：高、低压连接器选择及其布置要求
1 范围
本标准第一部分规定了电动汽车高、低压连接器的选型方法、颜色要求、布置要求。
本部分适用于电动汽车。
2 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。

QC/T 417.1 车用电线束插接器 第1部分:定义,试验方法和一般性能要求(汽车部分)
QC/T 417.3 车用电线束插接器 第3部分：单线片式插接器的尺寸和特殊要求
QC/T 417.4 车用电线束插接器 第4部分：多线片式插接器的尺寸和特殊要求
QC/T 417.5 车用电线束插接器 第5部分：用于单线和多线插接器的圆柱式插接器尺寸和特殊要求
QC/T 29009 汽车用电线接头技术条件
QC/T 29010 汽车用低压电线接头型式、尺寸和技术要求
Q/HMD 2051-2009 线束质量评估标准
3 术语和定义
GB/T 19596-2004、GB/T 18384.3-2001以及SAE J1742-2005界定的术语和定义适用于本文件。
4 低压线束设计规范请参
4.1 高低压连接器设计规范

电动汽车安全用电防护标准 第3部分：车用保险选择要求
1 范围
本标准第一部分规定了电动汽车高、低压保险的选择要求。
本部分适用于电动汽车。
2 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。

QC/T 417.1 车用电线束插接器 第1部分:定义,试验方法和一般性能要求(汽车部分)
QC/T 417.3 车用电线束插接器 第3部分：单线片式插接器的尺寸和特殊要求
QC/T 417.4 车用电线束插接器 第4部分：多线片式插接器的尺寸和特殊要求
QC/T 417.5 车用电线束插接器 第5部分：用于单线和多线插接器的圆柱式插接器尺寸和特殊要求
QC/T 29009 汽车用电线接头技术条件
QC/T 29010 汽车用低压电线接头型式、尺寸和技术要求
Q/HMD 2051-2009 线束质量评估标准
3 术语和定义
GB/T 19596-2004、GB/T 18384.3-2001以及SAE J1742-2005界定的术语和定义适用于本文件。
4 熔断器概述
熔断器又称为汽车保险，主要作用是保护汽车电器设备和汽车线路。当通过熔断器电流超过规定值和规定时间时，熔断器会自行熔断以起到保护电路和用电设备的作用。
根据电动汽车线束网络可分为低压（12V）和高压（200—400Vdc）两个网络，故：熔断器可分为低压熔断器和高压熔断器。
4．1 低压熔断器
低压熔断器的类型大致可分为如下几种类型：
（1）片式保险丝（包括自动保险丝和迷你保险丝）：
由两个片形插头式输入输出端子与一个熔丝组成的电导体件和一个绝缘体件所构成；
如下图

（2）插入式保险丝
由两个片形插座式输入输出端子与一个熔丝组成的电导体件和一个组合的绝缘体件所构成；
如下图

（3）旋紧式保险丝
由两个片型插头式的适合螺钉连接的输入输出端子与一个熔丝组成的电导体件和一个组合的绝缘体件所构成；如下图

（4）管式保险丝如下图

（5）平板式保险丝如下图

注：熔断器按断开时间长短也可以分为快速熔断器（主要包括片式熔断器）；慢速熔断器（主要包括插入式、旋紧式、管式熔断器）；中速熔断器（主要包括平板式熔断器）。
4.1.1低压熔断器选型规范
（1）应根据电器负载的额定电流及熔断器容量确定的经验公式计算出整车各电器系统线路上所需熔断丝的容量。
熔断丝的容量计算公式如下：
下面以电动汽车鼓风机熔断器容量为例：
鼓风机工作电流为15A，则熔断丝容量熔断丝可通过的电流
≥15A/（0.8×0.7×1×0.9）=30，根据熔断丝的特性曲线图可以选择20A规格的熔断丝来保护线路。
熔断器特性曲线如下：

（2）根据各电器负载的电器特性选择保险丝的类型（慢熔式的还是快熔式的保险丝）。
（3）再根据保险盒的结构特点选择保险丝的种类。
4．2 高压熔断器
电动汽车高压保险主要分布在高压盒和电池箱内
高压保险布置示意图如下：