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1、设计规范 动力电池高压电气设计规范制 定： 日 期 审 核: 日 期 会 签: 日 期 批 准: 日 期 分发部门及份数：文 件 变 更 记 录 修 订 序 号生 效 日 期变更前叙述变更后叙述修 改 人 1. 目的为建立健全公司技术资料，总结和完善设计开发经验，指导和规范设计人员工作标准化、规范化，提高产品开发质量和竞争力，建立动力电池高压电气设计规范，为实现产品快速准确的设计和评估提供依据。2. 适用范围适用于汽车类（HEV、PHEV、BEV、EBUS等）锂离子电池包内高压电气设计及测试。3. 职责与权限3.1 电池系统开发部：负责该规范的编写和更新。3.2 品质保证部：负责规范的受控、发
2、行和管理。4. 术语和定义 额定电流：额定电流是指，用电设备在额定电压下，按照额定功率运行时的电流，是电气设备长期连续工作时允许的电流。峰值电流：最大荷载时的电流值浪涌电流：指电源接通瞬间，流入电源设备的峰值电流。击穿电压：使电介质击穿的电压绝缘电阻：绝缘物在规定条件下的直流电阻，加直流电压于电介质，经过一定时间极化过程结束后，流过电介质的泄漏电流对应的电阻称绝缘电阻。耐压：样品不会发生击穿、闪络时施加在样品两端的电压等电位：在一个带电线路中如果选定两个测试点，测得它们之间没有电压即没有电势差，则我们就认定这两个测试点是等电势的，它们之间也是没有阻值的。X电容：X电容接在输入线两端用来消除差模
3、干扰Y电容：Y电容接在输入线和地线之间，用来消除共模干扰过流保护：当电流超过预定最大值时，使保护装置动作的一种保护方式。短路保护：对供电系统中不等电位的导体在电气上短接产生的短路故障进行的保护。5. 模组/系统设计电气要求5.1.电气间隙和爬电距离1、正常使用无电解液泄漏风险的，电气间隙和爬电距离应满足GB/T16935.1的要求，常用电压平台如下：电压平台材料组别污染等级海拔高度电气间隙爬电距离450VI 600CTI32000m2.06.3II 400CTI60037.1IIIa 175CTI40038IIIb 100CTI1753750VI 600CTI32.510（9）II 400CT
4、I600311（9.6）IIIa 175CTI400312.5（10.2）IIIb 100CTI1753不适用1000VI 600CTI33.012.5（10.2）II 400CTI600314（11.2）IIIa 175CTI400316（12.8）IIIb 100CTI1753不适用2、如有电解液泄漏可能的，爬电距离应满足：带电端子间：爬电距离大于0.25U+5mm U：最大工作电压带电端子与可导电外壳间：爬电距离大于0.125U+5mm U：最大工作电压电气间隙大于2.5mm5.3.绝缘电阻模组/系统的总正/总负对可导电外壳或布置在不导电外壳表面电极的绝缘电阻在达到露点的测试条件下应满足
5、大于100欧姆/V，在干燥情况下应至少满足1M欧姆/V.jd5.4.耐压模组/系统的总正/总负对可导电外壳或布置在不导电外壳表面电极施加2U+1000V 50-60HZ的交流电压，持续时间1min，期间不发生击穿或电弧现象且漏电流应小于0.1mA。5.5.高压连接5.5.1.过流能力铜母排/母线的安全载流量为5-8A/mm2，铝母排的安全载流量为3-5 A/mm2。根据系统/模组额定电流，计算母排的过流面积，母排厚度一般不要超过5mm5.5.2母排的连接极耳与母排、母排与母排连接要求两者的稳定搭接面积不低于母排的过流面积。1焊接焊道熔核面积不低于母排的过流面积，如图1图1图2 2栓接螺栓压紧面
6、积不低于母排的过流面积，如图2 5.6防护模组和系统的外壳防护应满足GB/T18384.3 6.6的要求，连接部分满足GB4208中IPXXB要求，即连接部分需防止手指侵入。5.7 等电位模组/系统所有可导电结构件均要可靠连接至电平台，任意间距2.5m的两点间阻抗小于0.1欧姆，用于等电位的导体需满足以下要求：导体为铜时应满足下表中的横截面积要求导体不为铜时，应满足铜导体相应的载流量连接至等电位的导体I2T值应大于用于系统保护装置的I2T值载流量不小于模组/系统的短路保护电流。高压电缆/母排截面S mm2等电位导体最小横截面mmS444 S 16S16350.5*S等电位点紧固件不可喷漆且在寿
7、命期内不可松动或锈蚀。5.8 Y电容5.9 高低压隔离高压铜排/低压线束需分开排布，并保证200mm以上空间距离，避免线缆交叉布置和长距离平行走线。如果高压线束与低压线束有交叉，需成90度布置。如无法分开排布，需增加屏蔽层，屏蔽层的阻值小于100m欧并连接至电平台。5.10 短路保护系统应设置短路保护装置，短路保护装置应尽可能布置于系统中间位置，同时不能跨接BMS采样芯片中间，短路保护装置的选型参见6.电气件选型要求。6.电气件选型要求6.1 常用电气件：A. 高压继电器：高压继电器：是一种电控制器件，是当输入量（激励量）的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电
8、器。常用品牌有：松下，TE，LS，YM，宏发，国立，比亚迪；B. 高压熔断器高压熔断器：是指当电流超过规定值时，以本身产生的热量使熔体熔断，断开电路的一种电器。常用品牌有：巴斯曼，梅尔森，西联，SOC，太平洋精工；C. 预充电阻预充电阻：是指在上电初期用电阻限制向电容充电的电流防止，充电电流过大，对电源，整流原件造成冲击，保护器件和电路。常用品牌有：TT，TE，彩源，百亨D. 电流传感器电流传感器：是一种检测装置，能感受到被测电流的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为符合一定标准需要的电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。常用品牌有：
9、LAM，Preh或BMS厂家适配E. 低压接插件接插件：也叫连接器。国内也称作接头和插座，一般是指电器接插件。即连接两个有源器件的器件，传输电流或信号。常用品牌有：TE，JAE，JST，KET，DELPHI,MOLEX6.2 选型原则：A高压继电器：1. 继电器、铜排、线缆的过流能力要高于工况要求，一般按1.3-1.5倍选型，应充分考虑峰值电流大小及持续时间；2. 空间允许的条件下各个继电器间距一般不小于10mm，由于空间或其他条件限制，间距也不可小于5mm；3. 继电器安装和电连接螺栓规格及扭力值必须按照相应型号规格书要求执行，无实验验证时不允许更改；4. 继电器高压端连接如使用连接器，无实
10、验验证时必须使用规格书指定型号；5. 选型时要考虑高压盒内温度，一般要求稳定后各器件的最高部位温度不高于85；6. 注意电气件的规格参数，电流、电压等参数不可超额定数值；7. 不同规格继电器的控制电流值是不同的，对于200A及以上规格，线圈接通瞬间的电流值比较大，可达到3-4A，选用时需与BMS相关人员确认是否可以满足要求；8. 继电器布置时首先考虑竖直布置，如必须放倒布置，要避免高压触点运动方向与行车方向一致;B.高压熔断器：1. 熔断器的额定电压不低于电池系统各种工况下的最高电压，一般至少1.3倍安全系数2. 首选螺栓连接式，尽可能不选用卡簧安装式3. 选择电流规格时必须要考虑电器启动，断
11、开以及正常工作时冲击电流的大小，持续时间以及频率4. 结构设计时要预留维修口，方便更换C.预充电阻：1.预充电阻计算公式：式中：Vc为电容两端电压，VE为电池两端电压，VT为预充电时间，msC为电容值，R为预充电阻预充电时间一般根据整车系统要求输入，根据上述公式即可计算出预充电电阻R。2. 预充电阻安装结构：至少要2个固定点，使用陶瓷预充电阻时尽量不要设计开槽形式安装，3. 预充电阻是发热元件，相应位置应使用耐热材料，并适当布置散热结构，4. 主正继电器，预充继电器，预充电阻这3个器件因要串并联连接，要相邻布置D.电流传感器：1. 电流传感器的最大量程一定要大于系统的最高电压；2. 电流传感器
12、信号线或CAN线与动力线尽可能分开布置；3. 分流器是发热元件，相应位置应使用耐热材料，并布置散热结构，对热源敏感元件尽量远离布置；4. 分流器使用时电流采集点应注意方向，与符合BMS采集策略；8流程图无9 参考标准GB/T14486-2008 MT5-A 一般公差标准QC/T 518 汽车用螺纹紧固件拧紧扭矩规范GBT 18384.1-2001 电动汽车 安全要求 第1部分： 车载储能装置GBT 18384.2-2001 电动汽车 安全要求 第2部分：功能安全和故障防护GBT 18384.3-2001 电动汽车 安全要求 第3部分：人员触电防护GBZ 18333.1-2001电动道路车辆用锂
13、离子蓄电池QC/T 743-2006 电动汽车用锂离子蓄电池QC/T 707 车用中央电气接线盒技术条件QC/T 695 汽车通用继电器QC/T 420 汽车用熔断器QC/T 413 汽车电气设备基本技术条件GB/T 2423.1 电工电子产品基本环境试验规程试验A：低温试验方法GB/T 2423.2 电工电子产品基本环境试验规程试验B：高温试验方法GB/T 2423.10 电工电子产品基本环境试验规程试验FC：振动（正弦）试验方法GB/T 2423.17 电工电子产品基本环境试验规程试验Ka：盐雾试验方法GB/T 2423.32 电工电子产品基本环境试验规程试验N：温度变化试验方法GB/T 2423.34 电工电子产品基本环境试验规程试验Z/AD：温度/低温试验方法QC/T 238 汽车零部件的储存和保管GB/T30512-2014 禁用物质标准10相
