高压线束关键技术要求标准规范.doc

湖州南浔遨优电池有限公
高压线束技术规范
文献编号
ST-PD-WI-0042
制定日期
11月11日
版 本
00
执行日期
11月30日
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文献会签/发放记录：（勾选：□表达需要会签部门）
会签部门
□
总经理
□
管理者代表
□
常务副总
□
电芯研发部
□
PACK研发部
□
品质部
□
工艺部
会签人员

会签部门
□
制造部
□
工程部
□
采购部
□
筹划物控部
□
人事行政部
□
销售部
□
财务部
会签人员

编制： 审核： 批准：
受控状态：
目录
1范畴 3
2目 3
3规范性引用规范 3
4术语与定义 3
4.1 额定电压 3
4.2 端子 4
4.3 连接 4
4.4 带胶热缩管 4
4.5屏蔽 4
4.6非屏蔽 4
5高压线缆 4
5.1电缆特性、构造和运营特点 4
5.2参数规定 4
5.2.1规格规定 5
5.3载流量理论计算 6
5.3.1直流下电缆导体温升和载流量 6
5.4线束标签设计 7
5.5技术规定 7
6高压线束命名规则 9
6.1零件方式命名规定 9
6.1.1高压线束名称命名规则： 9
6.2.2 高压线束图纸号编码规则： 9
7高压电缆详细选型 9
7.1直流下电缆导体温升和载流量 9
7.2 高压线缆线经相应载流量 12
8高压线束制作规定 12
8.1高压线束示意图 12
8.2高压线束制作技术规定 13
8.1.1.技术规定: 13
8.1.2.工艺规定 13
8.1.3.出厂发货规定 14
附录：A 14
附录：B 14
附录：C 15
附录：D 15
附录：E 15
附录：F 16
附录：G 16

1范畴
本规则作为湖州南浔遨优电池有限公司PACK研发动力电池系统高压线束技术规范，为PACK研发部门设计原则文献。
2目
动力电池系统电压最高可达700V以上，动力线是动力电池系统相连接桥梁，为提高产品安全性能和工作效率，制定本规范对电池系统中高压线束设计进行指引。
3规范性引用规范
下列文献对于本文献应用是必不可少。凡是注日期引用文献，仅所注日期版本合用于本文献。凡是不注日期引用文献，其最新版本（涉及所有修改单）合用于本文献。 
QC∕T 1037- 道路车辆用高压电缆
JBT8139-1999公路车辆用低压电缆(电线)
GB-T 2951.11- 电缆和光缆绝缘和护套材料通用实验办法 第11某些：通用实验办法——厚度和外形尺寸测量——机械性能实验
GB-T3048.11-电线电缆电性能实验办法-第11某些：介质损耗角正切实验
GBT 2900.10- 电工术语 电缆
GBT 11021- 电气绝缘 耐热性和表达方式
GB 3956— 电缆导体
ISO 6722-道路车辆—60V 和 600V 单芯电缆—第一某些： 铜导体电缆尺寸规格，测试办法和规定
GB/T 3956-/IEC 60228： 电缆导体
GB/T 125285 交流额定电压3Kv及如下轨道交通车辆用电缆
4术语与定义
4.1 额定电压
电缆额定电压是指电缆设计和电气性能实验用基准电压。
4.2 端子
插接件和接头统称。
4.3 连接
两个配合插接器或插头/插座。 
4.4 带胶热缩管
包覆波纹管和端子
4.5屏蔽
导电材料用于减少变化电磁场穿透和/或辐射进入指定区域。
4.6非屏蔽
缺少屏蔽
5高压线缆
5.1电缆特性、构造和运营特点
在电动汽车运营过程中，电池系统提供能量，电池系统中电力电缆用于直流传播，这种传播特点决定了电缆应有如下特性：
（1）高电压
（2）大电流
（3）高柔软性
（4）高耐温
电动车辆运营过程中，由于功率很大，由焦耳效应产生很大热量，规定电动车辆用电缆耐热级别要达到C级（125℃）。
（5）防止电磁污染
电磁污染来源：电动车辆负载运营时，起动、制动、加速和减速时，电压电流以及频率发生变化，并且电动汽车电压和电流都比较大，因此产生电磁干扰会很大。
电动车辆用电缆必要对电磁进行屏蔽，满足电磁兼容（EMC）规定。普通采用密度很大铜线编织屏蔽，这种屏蔽稳定性，柔软性能都能满足电动车辆用电缆规定。
5.2参数规定
在选动力线时，应先拟定额定载流量，依照额定载流量拟定其线芯直径，普通按照最高工作温度时载流量为主。
5.2.1规格规定
（1）尺寸规定，见附录A表一；
（2）电力电缆额定工作电压 ≥700V DC；
（3）依照整车系记录算出长期工作电流I，普通当I≤200A DC时，选用50mm2线缆；当250A DC＞I＞200A DC时，选用70mm2线缆；详细电缆载流量见附录表B载流量表；
（4）绝缘层耐压规定≥1500VAC,绝缘体积电阻率规定不不大于109Ω·mm；
（5）耐热级别应当在C级以上，最高温升＜50℃，工作时绝对温度＜100℃；
（6）导体尺寸≤6mm²线缆使用ISO 6722- 5.12.4.1（砂纸摩擦），导体尺寸＞6mm²不规定做磨损实验。
（7）需要满足EMC规定，要有铜丝编织屏蔽（编织密度≥80%）或铜带屏蔽（搭盖率≥15%，铜带厚度≥0.12mm），或者复合屏蔽，暂不做此规定；
（8）导体类型应用第六类，线芯材料选用不镀金属退火铜丝；
（9）对于第六类导体构造有关线径及20℃最大电阻见附录表C；
（10）绝缘护套采用橙色阻燃材质，阻燃级别V-0级；
（11）电缆最小弯曲半径≤5D，D是电缆外径；
（12）满足绝缘热收缩实验：实验温度为150+3℃，时间不不大于15min，每端最大收缩率不能超过2mm；
（13）满足燃烧性能实验：燃烧时间为30s，移去或延后应在30s内自行熄灭；
（14）满足ISO 6722- 5.5 耐压实验；
（15）满足ISO 6722- 5.13长期热老化实验规定，温度规定G级，测试温度见附录表D；
（16）满足ISO 6722- 5.14短期热老化实验规定，温度规定G级，测试温度见附录表E；
（17）满足ISO 6722- 5.15热过载实验规定，温度规定G级，测试温度见附录表F；
（18）满足ISO 6722- 5.21环境循环实验规定。
备注：以上条例中详细规定与实验环节见ISO 6722-道路车辆—60V和600V单芯电缆—第一某些： 铜导体电缆尺寸、规格，测试办法和规定以及QC∕T 1037- 道路车辆用高压电缆
5.3载流量理论计算
5.3.1直流下电缆导体温升和载流量
直流下电缆导体温升和载流量之间关系如下：

式中：——高于环境温度温升，℃；I——1根导体流过电流，A；R——最高温度下导体环境直流电阻，；——绝缘单位长度热阻，；——护套单位长度热阻，；T3——电缆表面和周边介质之间单位长度发散热阻， 。
（1）导体直流电阻R计算
导体直流电阻可用如下公式计算（在通直流状况下，电缆没有集肤效应和邻近效应）：

式中：R0——导体直流电阻，；——温度系数，；θ——以摄氏为单位最高工作温度，℃；20是导体直流电阻R0参照GB 3956—；为0.00393；θ取决于所使用绝缘材料类型。
（2）绝缘层热阻T1计算
绝缘测热阻计算公式：

式中：——绝缘材料热阻系数，；d1——导体直径，mm；D1——绝缘外径，mm。

见下表：
材料名称
PVC
XLPVC
PE
XLPE
FPE
热阻系数
/
6.0
6.0
4.5
4.5
5.0
而d1和D1由厂家提供。
（3）护套层热阻T2计算
护套层热阻计算公式：

式中：——护套材料热阻系数，；d2——屏蔽直径，mm；D2——护套外径，mm。见上表，d2和D2可以依照厂家提供数据得到。
（4）表面发散热阻T3计算
表面发散热阻计算公式：

式中：h——散热系数；D2——电缆外径，m（计算T3时，D2全以m为单位）：—电缆表面相对于环境温升，℃。散热系数h有下表给出适当Z、E和g，并用下列公式计算得出。

敷设方式
Z
E
g
互相接触2根电缆水平敷设
0.29
2.35
0.5
互相接触3根电缆水平敷设
0.96
1.25
0.2
5.4线束标签设计
（1）高压线束标示设计规定：标示长度30±0.5mm，白底黑字，中文字体：宋体，粗体，西文字体：Arial，字号大小可自行调节，但标记应清晰可见。
（2）高压动力线中部标记：“零件名称”。
（3）长度和物料代码：见图纸。
5.5技术规定
1.整车线束必要符合QC/T 29106-《汽车电线束技术条件》，QC/T 417.1-《车用电线束插接器 第1某些：定义、实验办法和普通性能规定（汽车某些）》原则；
2.带插件动力线采用橙色（RAL）绝缘层线规格；
3.动力线电缆规定：
1)导体：绞合铜导体(采用直径0.15mm铜丝)；
2)耐电压规定：3000V (AC/50Hz)电压平台下持续5min，无闪络或击穿；抗扯破强度＞8MPa；
3)工作温度：（−40℃～+150℃）；
4）最小弯曲半径规定：电缆敷设：4×电缆直径；
5）护套：采用耐磨硅橡胶;绝缘层采用硅橡胶，两者符合ISO 6722；绝缘检测规定：绝缘电阻≥500MΩ,无屏蔽层电缆检测线芯与外层护套绝缘；有屏蔽层电缆检测:a.线芯与外护套绝缘；b.线芯与屏蔽层绝缘；阻燃性能符合IEC60332-1，耐油性能符合ISO 6722；
4.高压电缆需波纹管包覆，详细规定见技术规定5、6、7；
5.波纹管采用橙色(RAL)，耐温范畴：（-40℃～125℃），阻燃级别V-0；
6.波纹管所有采用闭口波纹管（300mm如下长度可以采用开口波纹管）；波纹管内径与电缆外径之差≤5mm；开口波纹管两端以及中间用PVC胶带绕扎；波纹管内径D规定：线长≤1.5m，D≤22mm；线长＞1.5m，D≤25mm；
7.铜端子内部对外胶皮以及线缆外胶皮之间耐电压强度V AC；端子上接触电阻≤3mΩ，端子拔插次数＞500次；
8.电缆带有屏蔽层时按照如下方式解决：
1)无需引出电缆屏蔽层：电缆屏蔽层剥出后，保存10mm，向后翻折绝缘胶带缠绕2-3圈，绑扎固定，无屏蔽编织线外露，热缩套管塑封；
2)需引出单独屏蔽层搭铁线：接地线选用≥1.0mm²黑色软铜线，接地线与屏蔽层之间为压接，压接位置用热塑套管塑封；
9.线束规定无划伤、移位、脱开、错位和影响线束弯曲现象，所有压接部位不得有断丝、露丝现象，线路导通率为100%，压接部位热缩套管塑封；
10.所有材料符合“ROHS”环保规定；
11.动力线线束图纸中单位统一：mm（毫米），公差规定执行如下：
100～500 mm 0～10 mm
500～ mm 0～40 mm
～6000 mm 0～60 mm
6000 mm以上 0～1%线长
6高压线束命名规则
6.1零件方式命名规定
6.1.1高压线束名称命名规则：
依照设计规定选定线束中间位置黏贴物料名称标签。
AYP-EV051001-01高压线束

物料分类名称“高压线束”
物料名称标号从01开始“例01；02.....”
项目代号“例EV051001”
公司代码“AYP”
6.2.2 高压线束图纸号编码规则：
依照图纸设定位置进行填写图纸编码。
AYP-H17-35-01

2D图纸所在文献“01”
零件位置编号“例01；02.....”
物料类别“例H17”
公司代码“AYP”
7高压电缆详细选型
7.1直流下电缆导体温升和载流量
以某个高压线束横截面为50mm2 线缆为例子。如下是计算时必要数据表：
20℃导体直流电阻 R0/（Ω/km）
0.386
20℃导体直流电阻R0 （Ω/m）
0.000386
20℃温度系数 α20/1/℃
0.00393
容许最高温度 θmax / ℃
125
绝缘材料热阻系数 ρT1 /℃·m/W
4
导体直径 d1/mm
10.5
绝缘直径 D1/mm
13.3
护套材料热阻系数 ρT2/℃·m/W
4
屏蔽直径 d2/mm
14.4
护套外径 D2/mm
16.9
高于环境温度导体温升 Δθ/℃
50
长期工作环境温度θ / ℃
50
假设敷设方式为互相接触2根电缆水平敷设：
敷设方式
Z
E
g
互相接触2根电缆水平敷设
0.29
2.35
0.5
下面是计算详细环节：
1) 直流电阻：

2) 绝缘单位长度热阻:

3) 护套单位长度热阻：

4) 电缆表面发散热阻：
在计算T3时，D2要转换成m单位，则
而
假设敷设方式为两条互相接触两个电缆水平敷设，依照上表得：

其中用迭代法计算更为精准，在次计算中咱们迭代6次，以第六次为最后成果，其迭代公式如下：

其中

赋予，通过六次迭代之后得到即

5) 由公式

这条电缆理论载流量是238.79A
7.2 高压线缆线经相应载流量
高压线缆相应载流量，详细参照下表：
线径（mm²）
电流大小（A）
线径（mm²）
电流大小（A）
2.5
≤16
25
≤100
4
≤23
35
≤150
6
≤40
50
≤200
10
≤60
70
≤250
8高压线束制作规定
8.1高压线束示意图

8.2高压线束制作技术规定
8.1.1.技术规定:
1)透明热缩管：居中套在标签外侧；
2)波纹管材质:不开口PA6，使用温度：-40℃～+150℃；
3)防护级别:IP67；
4)标签规定采用：线束标签设计通用规范 JG-11；
5)线束端头制作及检查采用：线束压接构造设计通用规范 JG-10；
6)导线应当采用耐125℃高温耐辐射阻燃导线，耐压1500V以上；
7)高压线束导体材料为裸铜，绝缘材料：液态硅胶，使用温度-40℃～+150℃，耐压1500V；
8)高压线束耐磨性：依照QC∕T 1037- 道路车辆用高压电缆中规定，耐磨次数≥1500；
9)高压线缆椭圆度：电缆椭圆度应不不不大于8%；
10)阻燃级别：V-0级；
8.1.2.工艺规定
1）所有压线部位不得有断丝、漏丝等现象,压接部位裸露导体应被热缩管塑封；
2）已标公差严格按照图纸，未注公差按照GB/T1804-c；
3）线束标签：a、透明带胶热缩管，字体清晰，无破损、磨损，按图例制作；
b、以相应临近接插件为基准，文字方向为始端；
c、所有标签纸文字中心位置处同一水平线；
4）端子和电缆接线方式为六边压接，压接后拉力如下：

8.1.3.出厂发货规定
线束两端接插件，使用气泡袋封装。
附录：A
不同横截面积电缆有关尺寸参数
ISO导体直径、绝缘厚度：
ISO 导体
厚壁
薄壁
尺寸/ mm2
直径/mm（Max）
绝缘厚度/mm
电缆外径/mm（Max）
绝缘厚度/mm
电缆外径/mm（Max）
Average/ mm
Min/ mm
Average/ mm
Min/ mm
50
10.5
1.50
1.20
13.50
0.9
0.71
12.20
70
12.5
15.50
1.00
0.80
14.40
95
14.8
1.60
1.25
18.00
1.10
0.90
16.70
120
16.5
19.70

附录：B
高压线束各温升下载流量表级相应图：
规格
温升
10mm²载流量
16mm²载流量
25mm²载流量
35mm²载流量
50mm²载流量
70mm²载流量
1
6.2
8.2
11.2
13.5
17.3
21.5
10
25.4
33.8
45.6
55.2
70.3
87.4
20
38.7
51.6
69.2
84.0
106.7
132.8
30
49.5
65.9
88.4
107.2
136.1
169.4
40
58.8
78.5
105.0
127.5
161.7
201.3
50
67.3
89.8
120.0
145.7
184.7
230.1
60
75.1
100.2
133.8
162.6
205.9
256.5
70
82.4
109.9
146.7
178.2
225.6
281.2
80
89.2
119.1
158.8
193.0
244.3
304.4
90
95.8
127.9
170.3
207.1
261.9
326.4
100
102.0
136.2
181.3
220.5
278.8
347.5
附录：C
第六类导体构造参数表
第六类软铜导体：
标称截面积/mm2
线数
导体内最大单线直径/mm
20℃时导体最大电阻/（Ω/km）
35
≥1070
0.21
0.527
50
≥1600
0.26
0.368
70
≥1427
0.26
0.259
95
≥1936
0.26
0.196
120
≥2450
0.26
0.153
附录：D
长期老化和环境循环测试温度表：
级别
测试温度
A
85±2
B
100±2
C
125±2
D
150±2
E
175±2
F
200±2
G
225±2
H
250±2
附录：E
短期老化测试温度表：
级别
测试温度
A
110±2
B
125±3
C
150±3
D
175±3
E
200±3
F
225±4
G
250±4
H
275±4
附录：F
过热载测试温度表：
级别
测试温度
A
135±3
B
150±3
C
175±3
D
200±3
E
225±4
F
250±4
G
275±4
H
300±4
附录：G
高压电缆单芯带屏蔽与非屏蔽实验项目（参照QC∕T 1037- 道路车辆用高压电缆）
1、高压电缆非屏蔽实验项目
序号
实验项目
实验规定
实验办法
1
构造尺寸
4.3
5.2
2
导体直流内阻
4.4.2
5.5
3
绝缘层缺陷检查
4.5.3
5.6
4
绝缘层浸水耐电压
4.10.3
5.9
5
绝缘层绝缘体积电阻率
4.5.4
5.11
6
高温压力
4.10.6
5.14
7
剥离力/附着力
4.10.7
5.15
8
循环弯曲
4.10.8
5.16
9
低温卷绕
4.10.9
5.17
10
低温冲击
4.10.10
5.18
11
耐磨
4.10.11
5.19
12
3000h长期老化
4.10.12
5.20
13
240h短期老化
4.10.13
5.21
14
热过载
4.10.14
5.22
15
热收缩
4.10.15
5.23
16
耐化学试剂
4.10.16
5.24
17
标志耐久性
4.10.17
5.25
18
耐臭氧
4.10.18
5.26
19
温度和湿度交变
4.10.19
5.27
20
抗延燃
4.10.20
5.28

2、高压电缆带屏蔽实验项目
序号
实验项目
实验规定
实验办法
1
构造尺寸
4.3
5.2
2
屏蔽编织密度
4.7.1
5.3
3
椭圆度
4.10.1
5.4
4
导体直流内阻
4.4.2
5.5
5
绝缘层缺陷检查
4.5.3
5.6
6
护套层缺陷检查
4.8.3
5.7
7
屏蔽层电缆耐电压
4.10.2
5.8
8
绝缘层浸水耐电压
4.10.3
5.9
9
护套层浸水耐电压
4.10.4
5.10
10
绝缘层绝缘体积电阻率
4.5.4
5.11
11
护套层绝缘体积电阻率
4.8.4
5.12
12
屏蔽效率
4.10.5
5.13
13
高温压力
4.10.6
5.14
14
剥离力/附着力
4.10.7
5.15
15
循环弯曲
4.10.8
5.16
16
低温卷绕
4.10.9
5.17
17
低温冲击
4.10.10
5.18
18
耐磨
4.10.11
5.19
19
3000h长期老化
4.10.12
5.20
20
240h短期老化
4.10.13
5.21
21
热过载
4.10.14
5.22
22
热收缩
4.10.15
5.23
23
耐化学试剂
4.10.16
5.24
24
标志耐久性
4.10.17
5.25
25
耐臭氧
4.10.18
5.26
26
温度和湿度交变
4.10.19
5.27
27
抗延燃
4.10.20
5.28