汽车高低压电线束设计标准规范.doc

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Q/XX-J028-

汽车高低压电线束设计规范

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-06-15公布 -06-15实施
XXXXXXXXX企业 公布
1．设计技术
1.1 概述
汽车线束是汽车电路网络主体，没有线束也就不存在汽车电路。动力系统线束设计分为动力系统低压线束和动力系统高压线束。设计线束时需要考虑其安全性、可靠性和稳定性要求。线束变得越来越复杂，但车身给线束空间却越来越小。所以，怎样提升电动汽车动力系统线束综合性能设计便成为关注焦点。为使本企业汽车线束部件设计规范化，参考中国外汽车线束设计技术要求，结合本企业已经开发车型经验，编制本文。使本企业设计人员对汽车线束设计起到指导操作、提升电器线束设计效率和合理性作用。本文对中央控制盒、继电器盒、保险丝盒及线束包扎等作了规范化要求，本文将在本企业全部车型线束开发设计中落实，并在实践中深入提升完善。
1.2低压线束设计
1.2.1 整车低压线束设计
电动汽车供电系统设计是否合理，直接关系到汽车电器件正常工作是否和全车安全性，所以线束设计出发点基础全部是以安全为主。整车电气系统基础上由3个部分组成。
蓄电池直接供电系统（通常称常电）。这部分电源所接负载通常全部是汽车安全件或关键件，关键目标是在为这些电器件提供电能时尽可能少加以控制，确保在无法开启电动模式情况下，汽车也能短暂正常工作，以方便故障车辆能够立即维修等。如：整车控制器电源、真空制动助力泵电源和转向泵电源等。
点火开关控制供电系统（通常称为IG档）。这部分电器件基础上是在车辆未行驶运转情况下才使用，取自预充电模块分支电源，避免了为蓄电池充电时争电源可能性。如：雨刮器、车灯控制电源、门窗控制电源等。
电动模式供电系统（通常称为start档）。这部分电源是在车辆开启电动模式下，电器件能够正常开启。电源负载比较大，电源取之于预充电模块，负载电流消耗量不一样，预充电输出地电流量也就随之成正比改变，有效地确保整车用电量。
1.2.2 线路保护设计
A．熔断器
线路保护就是要对导线加以保护，兼顾对回路电器件保护。现在电动汽车所用保护装置关键有熔断器。它是一个安装在中央控制盒中，确保电路安全运行电器元件。当电路发生故障或异常时，伴伴随电流不停升高，而且升高电流有可能损坏线路。若线路中正确地安置了保险丝，那么，保险丝就会在电流异常升高到一定高度和一定时候，本身熔断切断电流，从而起到保护线路安全运行作用。
熔断器根据结构上分为片式熔断器 、插入式熔断器 和旋紧式熔断器 3种类型，这3种熔断器有不一样承载电流量规格。在线路保护采取熔断器时，需要严格选择对应规格。
现在，我企业生产电动汽车动力系统线束全部应用了这3种类型熔断器。
通常依据负载性质和最大连续工作电流来确定熔断器容量，根据经验：假如是电阻性负载，如白炽灯，电阻加热器等等，熔断器额定容量＝（1～1.2）×电路最大工作电流；假如是电感性负载，如转向助力电动机，刹车助力泵等等，熔断器额定容量=(2～4）×该电器额定电流；假如是纯电容性负载，则需要在回路中设置预充电电路；假如是复合性负载，则要具体分析该复合性负载关键是展现什么性质特征，数值大小来确定熔断器额定容量。
B．继电器
继电器含有控制系统和被控制系统，通常应用于中央电气盒和自动控制电路中，它实际上是用较小电流去控制较大电流一个“自动开关”。故在电路中起着自动调整、安全保护、转换电路等作用。
常见继电器设备通常有刮水器、喇叭、前照灯、雾灯、风扇、转向灯（闪光器）等。常见继电器额定电压为12V。
选择继电器要参考技术要求：①可靠性好；②性能稳定；③质量轻、体积小、寿命长，对周围元器件影响小；④结构简单、工艺性好、成本低。产品符合QC-T 695- 汽车通用继电器标准。
C. 搭铁分配设计标准
DCDC控制器、整车控制器等对整车性能及安全影响大，且易受其它用电设备干扰及整车电位均衡需要，所以这些高压电器件外壳搭铁点一定要单设。
无线电系统为避免干扰，也要单独搭铁。弱信号传感器搭铁最好独立，搭铁点最好是在离传感器较近位置，以确保信号真实传输。
其它电器件可依据具体部署情况相互组合共用搭铁点。标准是就近搭铁，避免搭铁线过长，造成无须要电压降。
蓄电池负极线、预充电模块搭铁线等因导线截面较大，所以一定要控制好线长和走向，减小电压降；为增加安全性，预充电模块负极和车身通常要单独连到蓄电池负极搭铁；搭铁方法是经过螺柱式接头搭铁，此法一定要在接头尾部烤上热缩管绝缘。
D 继电器盒和保险丝盒选择标准
1. 本着满足功效要求盒可靠性前提，选择现有成熟产品；
2. 大小不要超出总部署给出空间，尺寸在满足安装条件下追求小型化；
3. 发动机舱继电器盒要求把发动机舱要用到继电器数量包含：如电喷继电器、压缩机继电器、大灯继电器、雾灯继电器、喇叭继电器、电子风扇高速/低速继电器等；
4. 仪表板保险盒要求把除发动机舱以外继电器包含：如小灯继电器、后除霜继电器、空调继电器、刮水继电器、燃油泵继电器、超车继电器、鼓风机继电器等。
E 继电器盒和保险丝盒设计
1. 继电器盒要预留1-2个继电器位置和3-5个保险位置；
2. 保险丝盒要预留1-2个继电器位置和3-5个保险位置，为用户在整车批量生产后增加某种电气功效提供方便；
3. 依据多种规格保险丝和多种规格导线特征曲线，我们归纳出保险丝和其所保护导线之间有以下对应关系：
表 保险丝和导线线径对应关系
（QBV导线） （AVS导线）
导线线径
（mm2）
保险丝（A）
30℃时
保险丝（A）
50℃时

导线线径（mm2）
保险丝（A）
30℃时
0.5
10
7.5
0.5
10
0.75
15
10
0.85
15
1.0
15
10
1.25
20
1.5
20
15
2.0
25
2.5
30
20
3.0
30
4.0
40
30
4.0
40
6.0
50
30
5.0
50
10.0
70
50
6.0
60
16.0
90
60

注:
在此需要尤其指出是,对于一些特殊系统,导线线径选择应给予谨慎对待.如大灯系统,因为灯光光强和电压有以下关系：
表
电 压
光 强
100%
95%
90%
100%
83%
67%

1.2.3 接插件选择
插接件是线束关键部件，插接件性能直接决定着线束整体性能，而且对全车电器稳定性、安全性起着决定性作用。
插接件选择要确保和电器件良好接触，使接触电阻降为最低，提升可靠性，优先选择双弹簧式压紧结构插接件。现在，我企业采取接插件为AMP企业、Delphi企业和南通友星线束生产接插件，符合对应国家标准。
依据导线截面积和经过电流大小合理选择插接件。
发动机舱内对接护套，因为舱内温度、湿度偏大，所以一定要选择防水性护套。 在同一条线束中若用同一个护套，其护套种类和颜色一定要有区分。
基于汽车外观整体协调性，在发动机舱中应选择黑色护套。
为降低线束对接用护套种类和数量，优先选择混合型件，使装配固定方便。
对于要求性能较高整车控制器、关键部件ECU等用端子插接件，应优先选择镀金件以确保安全可靠性。
蓄电池接头（电瓶夹）内部为锥体，锥度为1:9；电瓶夹材料为镀锡铜、镀锌铜或铅锑合金。
1.2.4 导线选择
汽车线束常见导线通常使用多股绞合铜导线，绝缘皮为PVC绝缘材料。线束用导线要有耐温、耐油、耐磨、防水、防腐蚀、抗氧化、阻燃等特征。 汽车线束常见导线种类有日标（AVSS等）、国家标准（QVR）、德标（FLRY）、美标等几大系列。AVSS（AVS）导线特点是薄皮绝缘，柔韧性很好；QVR特点是绝缘皮厚，比较柔软，延展性好；德标导线绝缘皮更薄，柔韧性好；美标导线绝缘皮通常为热塑性或热固性弹性体，还有经过辐照工艺加工。可依据用户需求和不一样工作环境选择合适类型导线。我企业设计动力系统线束所用汽车导线为徳标AVS、AVSS、QBV-1系列导线。依据电器件功率大小计算流通导线电流；长时间工作电气设备可选择实际载流量60%导线；短时间工作用电设备可选择实际载流量60%-100%之间导线；依据不一样工作环境和温度大小合适改变导线截面积；依据导线走向、插接件数量（即电压降大小）合适改变导线截面积。
导线颜色选择
1. 依据（QC/T414-1999《汽车用低压电线颜色》），选择导线颜色；
表 颜色代码表
颜色代码
颜色
Br
棕
R
红
O
橙
Y
黄
G
绿
L
蓝
Pu
紫
Gr
灰
W
白
B
黑

2. 优先选择单色线，电源线优先选择红色或主色为红色双色导线；
3. 接地线用黑色导线，或黑色为主色双色导线；
4. 一个插接件内尽可能不要出现线径颜色全部相同现象
5. 分系统标出主色线，即一个系统尽可能选择以一个单色为主色双色导线，如雨刮系统选择成棕红、棕白、棕黄、棕黑等，这么在装车或维修时又很大方便性。
线束接地设计
1. 依据实际装车情况，合理选择接地处；
2. 各个ECU就近接地，预防干扰；
3. 仪表内信号地应该单独接地；
4. 接地处通常采取孔式接头方法，在车身上打孔，配焊接螺母，孔式接头大小取决于经过该处电流大小，通常见M6、M8或M10孔式接头，材料厚度在0.5-2.0MM之间，计算经过该处电流选择多大孔径接头；
5. 依据流经此处电流，合理计算该接地处线径大小，如电流太大，则考虑用插接器方法转接；
表 搭铁线线径和用电负荷容量对应关系
（QBV导线） （AVS导线）
搭铁线线径
（mm2）
用电负荷（A）

搭铁线线径（mm2）
用电负荷（A）

0.5
10
0.5
10
0.75
15
0.85
15
1.0
15
1.25
20
1.5
20
2.0
25
2.5
30
3.0
30
4.0
40
4.0
40
6.0
50
5.0
50
10.0
70
6.0
60
16.0
90

1.2.5 线束包扎和固定设计
A． 线束包扎
线束外包扎起到耐磨、阻燃、防腐蚀、预防干扰、降低噪声、美化外观作用，通常依据工作环境和空间大小制订以下包扎设计方案。
发动机舱线束（通常称为前舱线束）工作环境恶劣，所以全用高阻燃性、防水、机械强度高波纹管包扎。
仪表线工作空间较小，环境相对很好，可用胶带全缠或花缠。 底盘线因和车体接触部位较多，所以用波纹管包扎预防线束磨损。
B. 固定方法
中央电器盒通常见电器盒本身设计固定结构直接安装在车身上。各条线束通常见特殊网状扎带等固定在车身螺栓内。车身螺栓尺寸大多为直径为5mm、6mm。如有相同走向整车线束，将动力系统线束用常规扎带并行固定在一起。
1.3高压线束设计
1.3.1 线路保护设计
在动力系统线束设计中只采取高压熔断器保护方法，在电气系统中担负串接通电和安全保护双重功效，关系着车辆和人身整体安危，所以，对电动汽车实施保护熔断器，必需是直流型能够超快速开断产品，不然当短路电流出现瞬间不能快速安全断开电路通道，短路故障电流直接冲击蓄电池或击高压输入模块，其后果很严重。
因为熔断器动作原理简单，制造成本低，限制开断故障电流安全可靠性强，是过电流尤其是短路保护最有效电器元件。
年国家质检局和标准委在 GB/T 18384.2-《电动汽车安全要求》第 2 部分：功效安全和故障防护第 5.5 条“过电流切断装置”一节中明确要求：当电流过大时，应使用一个电路保护器、切断装置或熔断器断开车载电源（比如动力蓄电池）最少一个电极。或是 GB/T 18384.1 第 7 章要求动力蓄电池过电流断开器。每次电源切断后，在故障明确情况下，应许可仅经过正常电源接通程序来重新给驱动系统供电。由此可见，用熔断器保护电动汽车动力电池，不仅是熔断器本身含有很多优势条件，也是国际通行公认有效方法，更是国家标准明确要求不可或缺必需手段。
1.3.2 高压电缆选择
电动汽车装配有高压电气设备，对于高压电气设备所用电缆应需要承受高压特征特种高压汽车电缆，安全等级比低压导线要高。
A．电缆结构
高压电缆从类型上分为单芯电缆和多芯电缆，高压电缆截面应为圆形。其护套颜色为橙色（颜色GB 30）。多芯电缆有多个单芯线组成，其中单芯线也同时满足单芯电缆中相关导体结构尺寸参数。
高压单芯电缆从结构上关键由导体和护套组成，关键结构尺寸参数有 单根铜线直径、根数、导体直径、绝缘直径、内护层直径和护套外径等。
高压多芯电缆从结构上关键有多芯线和护套组成。多芯电缆芯数可为：2—60芯，优先芯数为2、3、4、5、6、7、12、18、27、36、48和60芯；缆芯中心不许可放绝缘线芯，单5芯及以上电缆第一层中心可放一根适宜材料制成填充物；3芯及以上缆芯应有一根黄绿色绝缘线，用于高压绝缘接地保护线； 带屏蔽层高压电缆采取裸铜或镀铜线编织在内护套层上；在屏蔽和外护套之间能够有一层附加包带；电缆外护套应紧密挤包，但不粘连屏蔽层。
B. 电缆材料
导体：绕线式镀锡退火铜； 绝缘体：120--200 摄氏度等级，耐热，无卤素 XLPE； 屏蔽物：镀锡退火铜绕线编织而成； 外壳：耐热 105--180摄氏度，无 Pb PVC（或HF-XLPO、TPE-E、PP-FR、 ETFE：可选）。
C．电缆线色
高压电缆采取颜色识别，电缆中接地线或类似保护目标线芯全部必需采取黄绿色识别标志，黄绿色在线芯表面上应占有30%--70%，余下部分另一个颜色 并在整个长度线芯上应保持一致，在有黄绿色缆芯中，应尽可能避免采取黄色或绿色作为其它线芯识别颜色。 多芯电缆缆芯线色识别采取低压导线线色识别方法，线芯绝缘或最外层护套颜色应采取橙色。
D. 电缆标志
高压电缆用文字、字母、符号、颜色等标出电缆制造厂、产品商标、型号、规格、性能等。 标志颜色应能确定符合或靠近GB 699.5-86《电线电缆识别标志 第二部分：标准颜色》要求某一个颜色；标志颜色应易于识别或易于识别；标识应耐擦，擦拭后颜色基础保持不变，汽油或其它适宜溶剂清洗后，标志颜色保持不变。
E．电气特征
a． 完全适适用于额定电压450~~ ~~750V及以下高压和电流条件；
b．出色 EMI、EMC 抗电磁干扰能力，采取360度网状铜织带包裹；
c.经过耐交流电压试验项目（3.5KV交流电压，5分钟不击穿）。
1.3.2 高压线束包扎和固定方法
A．高压线束保护方法
高压线束有1根或几根高压电缆组成，在汽车车身上有锐边和和运动件摩擦可能性，所以，高压线束需要在其电缆外套橙色波纹管进行有效保护，线束两端并用橙色胶布进行密封，预防油、水倒入，影响设备接口防水性能。
高压线束不能在底盘最低位或最外侧，可能造成高压线束磨损，引发高压短路，常见措施为：底盘部位装有高压线束保护板。
B．固定方法
高压线束通常见特殊网状扎带等固定在车身螺栓内。车身螺栓尺寸大多为直径为5mm、6mm。