动力电池系统低压线束设计与检测

2020年11月5日 评论 237 13498字

万字长文详解动力电池系统低压线束设计与检测要求,本文从低压线束设计的角度出发,详解线束设计各个方面的内容,值得我们线束工程师品读。需要注意的是,结合实际工作经验,对照阅读。

1.线束设计

1.1.插接件规划与选择

1.1.1.插接件的规划

a.首先需根据开发电池包的用电布置及空间结构,规划出电池包的整体线束大体布置图,其次根据线束布置图尽量细化到具体的功能区域,此时只需区分出大体位置,即电池模组区域、BMS区域、高压区域等即可。

b.根据上面的布置图,以及用电设备的具体参数、原理估算出各条线束间对接的分支回路数目。

c.箱外接插件需要满足以下条件:

——插件防护等级为IP67;
——至少预留两pin以备后续功能扩展;
——低压插件机械防错;
——阻燃等级UL94 V0。

1.1.2.插接件的选择

1.1.2.1.插接件的结构形式

a.防水插接件要达到防水、防尘的效果。一般可分为整体密封和单孔密封,后者较为常用;采用的密封材料可为:橡胶密封塞和注胶密封,前者较为常用。

动力电池系统低压线束设计与检测

图 1接插件的整体式密封

动力电池系统低压线束设计与检测

图 2接插件的单孔式密封

b.带挂接机构的接插件,优点是使插接件的固定更为方便,避免了插接件无固定而产生噪音,使连接更可靠。可分为直接挂接和卡扣挂接两种。

c.带卡扣的接插件,其优点是使线与线间或线与电器件间的连接更为牢固,防止松动。一般用在颠簸震动环境下。

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图 3 接插件的直接挂接

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图 4接插件的卡扣挂接

d.带压线盖的插接件,它可保证插接件插入的端子尾部压接的导线不在插接件根部出现不必要的晃动,减少插接件震动对导线的剪切力,提高线束品质和适用寿命。

动力电池系统低压线束设计与检测

图 5带压线盖的插接件

1.1.3.护套的选择

a.护套选取要保证与电器件的良好接触,使接触电阻降为最低,提高可靠性,优先选用双弹簧式压紧机构的插接件。

b.根据导线的截面积和通过电流的大小合理选择护套的尺寸。

c.在与较恶劣环境下对接的护套,由于温度、湿度相对较大且存在着很多腐蚀性气体和液体,因此一定要选择防水型护套,其空位需用防水堵密封。同时还应注意护套材质的选择,如阻燃等性能。

d.避免在同一对接区域使用同一护套,若无法避免,则需通过不同颜色加以区分。

e.为减少线束对接用护套的种类和数量,优先选用混合型件,使装配固定方便。

f.高温区域的插接件应选用耐高温材料的护套。

g. 根据不同的需求选择不同材质的护套,可根据实际情况在塑料中添加阻燃或增强材料,以达到增强或阻燃的目的,如添加玻璃纤维增强等。

1.1.4.端子选取原则

插接件用的端子主要是由黄铜和青铜构成(黄铜的硬度比青铜的硬度稍低),其中黄铜占的比重较大。另外,可根据不同的需求选择不同的镀层。对于要求性能较高部分用的端子插接件,应优先选用镀金件以保证安全可靠性,但出于成本考虑,在满足性能要求的前提下可选择局部镀金处理。

保证端子与所选的插接件的合理匹配;

针对所压接电线的线径选择合适的端子;

对于单孔防水插接件,要选择尾部能压接防水栓的端子;

端子要优先选择接触电阻非常小的双弹簧式的结构。

1.1.5.线间插接件的选择

根据上述的插接件选择原则,对线间插接件进行选型。每条线束的插接件可预留2至3个空脚位便于功能扩展。

1.1.6.与用电设备接插件的选择

a.要求线束端(A端)与用电器端(B端)的接插件必须采用同一供应商、同一对接型号的产品。

b.若B端为固定端,则需要对A、B端的连接进行试验验证。

c.若用电设备供应商提供的B端接插件不满足性能要求,则线束端有权要求其重新选择,或由线束端指定。

1.2.线束防护固定与安装

1.2.1.线束的防护

线束外包扎的作用主要是耐磨、阻燃、防腐蚀、防止干扰、降低噪声、美化外观,一般根据工作环境和空间大小制定以下包扎设计方案。

线束工作环境恶劣部分,全用高阻燃性、防水、机械强度高的波纹管包扎。

工作环境相对较差的部分,大部分枝干也用阻燃性好的波纹管包扎,部分分支用PVC管包扎。

工作空间较小,环境相对较好部分,可用胶带全缠或间隙缠绕。

与箱体或电池模组接触部位较多部分,用波纹管包扎防止线束磨损。

以下简单介绍一下主要的几种包扎、防护材料的性能:

a)波纹管

波纹管在线束包扎中一般占到60%左右,甚至更多。主要的特点就是耐磨性较好,在高温区耐高温性、阻燃性、耐热性都很好。波纹管的耐温一般在-40-150℃之间。它的材质一般分PP和PA2种。PA材质在阻燃、耐磨方面优于PP材质;但PP材质在抗弯曲疲劳性能方面强于PA材质。

b)PVC管

PVC管的功用和波纹管差不多。PVC管柔软性和抗弯曲变形性较好,而且PVC管一般为闭口,所以PVC管主要用于线束拐弯的分支处,以便使导线圆滑过渡。PVC管的耐热温度不高,一般在80℃以下。

c)胶带

胶带在线束中起到捆扎、耐磨、绝缘、阻燃、降噪、作标记等作用,在包扎材料中一般占到30% 左右。线束用胶带一般分PVC胶带、绒布胶带和布基胶带3种。PVC胶带耐磨性、阻燃性较好;耐温在80℃左右,降噪性不好,价格较便宜。绒布胶带和布基胶带材料为PET。绒布胶带的包扎性和降噪性最好,耐温在105℃左右;布基胶带的耐磨性最好,耐温最高150℃左右。绒布胶带和布基胶带共有的缺点是阻燃性不好,价格昂贵

d)橡胶件

另外,线束穿过板金过孔需要一般运用橡胶件进行过渡,以起到耐磨、防水、密封等作用。主分布在箱体内外接口处。常用的材质一般为天然橡胶、氯丁胶、硅橡胶、三元乙丙等。

天然橡胶的特性:具有良好的弹性和机械强度,有优异的耐曲挠性,有较高的撕裂强度 和良好的耐寒性。缺点:耐老化性不大好,不耐油和臭氧,易燃。

氯丁胶的特性:耐臭氧、耐热老化、耐油等性能较好,具有难燃性和自熄性;但耐低温 性不好。

硅橡胶的特性:耐热性、耐寒性和耐侯性较好;缺点是不耐油。

三元乙丙的特性:耐侯性、耐臭氧、耐热、耐腐蚀性、耐酸碱等性能都较好,而且拥有 高强度和高伸缩率;缺点:粘接性较差,且弹性没天然橡胶好,耐油性差。比较而言,三元乙丙的综合性能较好,所以现在汽车线束用橡胶件一般选用三元乙丙材料。

1.2.2.线束的固定与安装

电池包内线束,多采用线卡,卡扣,扎带来完成固定。

1.2.3.线束布置、包扎的注意事项

a.尽可能加大弯曲半径、避免尖角、避免摩擦及高温;

b.线束接头处不得转弯太急,可保证线束密封的性能;

c.尽可能水平布置插接件,可使水排出顺畅;

d.卡紧点不能离插接件太近;

e.尽可能将插接件固定在结构件上;

f.中央电器盒一般用钢板条、螺栓等固定,或用电器盒本身设计的固定结构直接安装在箱体上;

g.高压采集回路一般外套玻纤管进行防护;

h.高压采集回路与低压回路分开布置,不成同一主干或分支;

k.离高温区域较近的部分有些采用穿隔热的玻璃丝套管或线束缠扎玻璃丝带;

1.3.导线的选型与规划

1.3.1.导线的类型

1.3.1.1.导线的通用说明

电池包电线中的低压电线,它与普通家用电线是不一样的。普通家用电线是铜质单蕊电线,有一定硬度。而低压电线都是铜质多蕊软线,有些软线细如毛发,几条乃至几十条软铜线包裹在塑料绝缘管(聚氯乙烯)内,柔软而不容易折断。

1.3.1.2.导线的种类

导线种类一般分为:

  1. 国标QVR型;
  2. 日标AVSS、AVS、AV等;
  3. 德标FLRY;
  4. 美标。

其中AVSS(AVS)导线的特点是薄皮绝缘,柔韧性较好;QVR的特点是绝缘皮厚,比较柔软,延展性好;德标导线绝缘皮更薄,柔韧性好;美标导线绝缘皮一般为热塑性或热固性弹性体,还有经过辐照工艺加工的。可根据用户的需求和不同的工作环境选取适当类型的导线。

1.3.1.3.各种导线的名称及工作温度

a.日标电线

表 1 日标电线

型号
名称
特性
工作温度(℃)
AV
PVC绝缘低压电线
通用型
+80
AVS
薄壁PVC绝缘低压电线
外径和重量均小于AV
+80
CAVS
压型导体极薄壁型PVC绝缘低压电线
外径和重量均小于AVS
+80
CAVUS
压型导体极薄壁型PVC绝缘低压电线
外径和重量均小于CAVS
+80
AVSS
超薄壁PVC绝缘低压电线
外径和重量均小于AVS
+80
HAV
厚壁PVC绝缘低压电线
绝缘厚度大于GTE,具有优良的机械性能
+80
STAVS
薄壁PVC绝缘耐磨低压电线
机械性能优于AVS
+80
STAVSS
超薄壁PVC绝缘耐磨低压电线
机械性能优于AVS
+80
LTAVS
薄壁PVC绝缘耐寒低压电线
耐低温性能优于AVSS
+80
AVX
交联PVC绝缘低压电线
优良的耐热性和机械性能
+100
AVXS
薄壁交联PVC绝缘低压电线
外径和重量均小于AVX
+100
AVSSX
超薄壁交联PVC绝缘低压电线
外径和重量均小于AVXS
+100
HAVX
厚壁交联PVC绝缘低压电线
绝缘厚度大于AVX,具有优良的机械性能
+100
AEX
交联PE绝缘低压电线
优良的耐热性和机械性能
+120
AEXS
薄壁交联PE绝缘低压电线
外径和重量均小于AEX
+120
AEXSS
超薄壁交联PE绝缘低压电线
外径和重量均小于AEXS
+120
AVBS
多芯PVC绝缘及护套编织屏蔽低压电缆
优良的抗干扰性能
+80
AVSBS
多芯薄壁PVC绝缘及护套编织屏蔽低压电缆
外径和重量均小于AVBS
+80
CAVSBS
多芯压型导体超薄壁PVC绝缘及护套编织屏蔽低压电缆
外径和重量均小于AVSBS
+80
AVXBS
多芯交联PVC绝缘及PVC护套编织屏蔽低压电缆
优良的耐热性、机械性能和抗干扰性能
+100
AEXBS
多芯交联PVC绝缘及PVC护套编织屏蔽低压电缆
优良的耐热性、机械性能和抗干扰性能
+120
AVT
PVC绝缘绞合低压电缆
芯线为AV型电线
+80
AVF
多芯PVC绝缘平型低压电缆
芯线为AV型电线
+80
AVR
多芯PVC绝缘圆形低压电缆
芯线为AV型电线
+80
ABAVX
安全气囊用交联PVC绝缘低压电缆
采用软结构镀锡导体,柔软性和焊接性优于AVX
+100
ABAEX
安全气囊用交联PE绝缘低压电缆
采用软结构镀锡导体,柔软性和焊接性优于AEX
+120
EB
PVC绝蓄电池
柔软、耐磨
+80
HEB
厚壁PVC绝蓄电池
柔软、耐磨
+80
HEBX
厚壁交联PVC绝蓄电池
柔软、耐磨、耐热
+100
AVB
助力器用耐屈挠电线
柔软、耐磨
+80
AVSV
多芯薄壁PVC绝缘、PVC护套低压电缆
+80

b.德标导线

表 2德标导线

型号
名称
特性
工作温度(℃)
FLY
单芯PVC绝缘低压电线
普通型
-40~+80
FLYW
单芯PVC绝缘低压电线(壁厚0.6mm)
具有优良的耐热性能
-40~+105
FLYK
单芯PVC绝缘低压电线
具有优良的耐低温性能
-40~+90
FLRY-A
单芯薄壁PVC绝缘低压电线(壁厚0.3mm)
外径和重量均减小
-40~+105
FLRY-B
单芯薄壁PVC绝缘低压电线
外径和重量均减小
-40~+105
FLRYW
单芯薄壁PVC绝缘低压电线
外径和重量均减小具有优良的耐热性能
-40~+105
FLR4Y
单芯薄壁聚酰胺绝缘低压电线
具有优良的机械性能,适用于燃油液位传感器连接线
-40~+105
FLR6Y
单芯薄壁F46绝缘低压电线
极佳的机械和耐腐蚀性能
-65~+210
FLR9Y-A
单芯薄壁PP绝缘低压电线
无卤阻燃
-40~+125
FLR9Y-B
单芯薄壁PP绝缘低压电线
无卤阻燃
-40~+125
FLR13B
单芯薄壁TPE-E绝缘低压电线
具有优良的机械性能,尤其适用于发动机附近的步线
-40~+150
FLY0Y
单芯PVC绝缘发泡PVC护套低压电线
用于蓄电池连接线
-40~+90
FLYZ
2芯PVC绝缘平型低压电线
易分离
-25~+90
FLYY
单芯/多芯PVC绝缘及护套低压电线
普通型
-25~+90
FLYYF
多芯PVC绝缘及护套扁平低压电线
扁平型
-25~+90
FLYKYK
多芯耐寒PVC绝缘及护套低压电线
具有优良的耐低温性能
-40~+105
FL4G11Y
多芯无屏蔽EVA绝缘TPE-U护套低压电线
具有优良的耐磨及耐弯曲疲劳性能,适用于ABS装置
-40~+110
FL4G11YZ
多芯无屏蔽EVA绝缘TPE-U护套低压电线
平型护套电缆,用于气囊装置
-40~+110
FLRYDY
单芯/多芯薄壁PVC绝缘及护套铜丝绕屏蔽低压电线
具有优良的机械性和抗干扰性能
-40~+105
FLRBDY
多芯薄壁PVC绝缘及PVC护套铝箔/铜丝绕屏蔽低压电线
更优良的抗干扰性能,适用于尾气传感器及TDC信号传输
-40~+105
FLYCY
多芯PVC绝缘及护套编织屏蔽低压电缆
适用于汽车内部通信
-40~+90
FL4GB11Y
多芯EVA绝缘金属箔屏蔽TPE-U护套低压电缆
具有优良的耐磨及弯曲疲劳性能
-40~+110
FLYGBD11Y
多芯EVA绝缘及TPE-U护套铝箔/铜丝绕屏蔽低压电缆
具有优良的耐磨及弯曲疲劳性能和更优良的抗干扰性能
-40~+90

c.美标导线

表 3美标导线

型号
名称
特性
工作温度(℃)
GPT
通用PVC绝缘电线
通用型
+80
TWP
薄壁PVC绝缘电线
外径和重量均小于GPT
+80
HDT
加厚型PVC绝缘电线
绝缘厚度大于GPT,具有优良的机械性能
+80
UTP
超薄PVC绝缘电线
绝缘厚度比TWP更薄
+85
GXL
通用交联聚烯烃绝缘电线
优良的耐热和机械性能
+125
TXL
薄壁交联聚烯烃绝缘电线
外径和重量均小于GXL
+125
SXL
特种用途交联聚烯烃绝缘电线
性能优于GXL
+125
UXL
超薄交联聚烯烃绝缘电线
绝缘厚度比TXl更薄
+125
TWE
薄壁热塑性弹性体绝缘电线
外径和重量均小于GTE
+100
GTE
通用热塑性弹性体绝缘电线
优良的耐热性和机械性能
+100
HTE
重型热塑性弹性体绝缘电线
绝缘厚度大于GTE,具有优良的机械性能
+100
SGT
通用PVC绝缘蓄电池线
普通型
+80
STT
薄壁PVC绝缘蓄电池线
外径和重量均小于SGT
+80
SGX
通用交联聚烯烃绝缘蓄电池线
优良的耐热性和机械性能
+125
STX
薄壁交联聚烯烃绝缘蓄电池线
外径和重量均小于SGX
+125
SGE
通用热塑性弹性体绝缘电线
优良的耐热性和机械性能
+100
STE
薄壁热塑性弹性体绝缘电线
外径和重量均小于SGE
+100

1.3.1.4.导线的选型

1.3.1.4.1.导线类型选择

导线的选择,需根据回路中负载的类型、功率,以及导线所在的工作环境来进行选取。

例如, 长时间工作的电气设备可选择实际载流量60%的导线;短时间工作的用电设备可选用实际载流量60%-100%之间的导线;

又如,高压区周围温度较高,需要选择耐高温导线;还有一些特殊导线,如起动机电源线、发电机B+线等,由于其功能的特殊要求,必须承受大电流,所以要求其绝缘层散热性要好,特别是其处在箱体内的高温环境下,一般要达到耐200℃高温,甚至更高,而其电压降又要求相当低,因此,为满足上述性能要求,一般都采用特殊导线。

另外,弱信号类则还需要单独的屏蔽线、双绞线。屏蔽线和双绞线的作用都是为了减少外界的电磁信号对导线所传送信号电流的影响。

一些对信号弱的传感器如爆震、曲轴位置、ABS轮速等传感器以及CAN线由于传感器产生的模拟信号经过导线传递到ECU后经过整流放大后由模拟信号经过解码器转化为数字信号,经过分析处理,并根据存储器中储存的事先标定好的程序对相关执行器进行控制从而使汽车在最佳工况状态下工作。

因此这些信号十分重要,为防止外界和汽车本身各个用电器产生的电磁干扰对信号的影响,防止ECU得到不准确的信号或得到错误信号,一些信号弱的传感器(电磁/霍尔等)必须使用屏蔽线或双绞线。还有屏蔽双绞线。

屏蔽线一般的结构为(普通型)绝缘层,屏蔽层,,导线;(高级型)绝缘层,屏蔽层,信号导线,屏蔽层接地导线,其中屏蔽层接地导线的绝缘层有导电功能,可以与屏蔽层导通(有一定电阻)使用的时候一般为屏蔽层或者屏蔽层接地线单端接地。

屏蔽层上产生的地环电流可以对电场耦合干扰和信号线产生的磁场干扰有效的衰减。如果双绞线的绞扭一致的话,两根导线产生的磁场干扰可以相互抵消。绞距越小,对磁场干扰的抑制性越好,汽车用双绞线的绞距一般为15-20mm,较距直接影响传输信号能力,不同绞距对不同波长的信号有不同的磁场干扰抑制力。可根据传输距离和信号波长确定最合适的较和距离,而对导线的电气性能没有任何影响。

1.3.1.4.2.导线颜色选择

导线的颜色选择应符合国标QC/T414 1999《汽车用低压电线的颜色》

应优先选用单色,再选用双色线;

导线颜色的选用顺序应符合国标;

搭铁线应用黑色电线,黑色电线除作搭铁外不做其他用途;

1.3.1.4.3.导线选择的其他注意事项

随着近年来国际上绿色环保的要求,车辆报废后,所有的零部件都需要回收,所以,部分国家要求不能采用PVC导线,取而代之的是一些聚酯材料导线的使用。因此,如果目标市场国家有此类行要求时,还需要对导线的选择进行进一步分析,以满足其法规要求。出于成本和整车减重的考虑,在满足性能要求的前提下,尽量选择线径较细的导线,以及同种导线。

2.线束检测

2.1.范围

本标准规定了低压线束制造工艺过程技术要求。按线束的生产流程分,该标准主要分为三部分,分别为开线、预装和总装。

2.2.要求

2.2.1.开线区域

2.2.1.1.开线要求

2.2.1.1.1.尺寸和工差

导线开线工差要求,见表4。

表 4导线开线长度工差表

电线长度
mm
工差
mm
0-500
±3
501-1000
±5
1001-2500
±8
>2500
±10

2.2.1.1.2.工艺要求

具体如下:

1)铜丝不能外露;
2)切割必须平整;
3)绝缘皮不能回缩;
4)导线绝缘层完好。

2.2.1.1.3.合格品与不合格品对照图

如图6所示。

动力电池系统低压线束设计与检测图 6开线合格品与不合格品对照图

2.2.1.2.断管要求

2.2.1.2.1.尺寸和工差

断管工差要求,见表5。

表 5 断管的长度工差表

波纹管长度
mm
工差
mm
0-500
-5/+8
501-1000
-5/+10
>1000
-5/+15

2.2.1.2.2.工艺要求

具体如下:

切断口须尽可能保持垂直;评判标准为:切断口必须在同一波峰上。

2.2.1.2.3.合格品与不合格品对照图

如图7所示。

动力电池系统低压线束设计与检测

图 7断管合格品与不合格品对照图

2.2.2.预装区域

2.2.2.1.剥线要求

2.2.2.1.1.尺寸和工差

剥线示意图见图8,剥线长度工差表见表6。

动力电池系统低压线束设计与检测

图 8导线剥线示意图

表 6剥线长度公差表

动力电池系统低压线束设计与检测

2.2.2.1.2.工艺要求

具体如下:

1)导线(0.5mm2及以下,且股数小于等于7芯线),不可被破坏或切割;
2)导线(0.5mm2到6.0 mm2,且股数大于7芯线),芯线被破坏或切割根数不大于6.25%;
3)导线(6.0 mm2以上),芯线被破坏或切割根数不大于10%;
4)非剥线区域绝缘皮不允许又破损
5)剥线区域不允许又残留绝缘皮。

2.2.2.1.3.合格品于不合格品对照图

如图示9所示

动力电池系统低压线束设计与检测

图 9剥线合格品于不合格品对照图

2.2.2.2.端子压接(不带密封圈)要求

2.2.2.2.1.工艺要求

端子压接示意图如图10所示,压接示意图说明见表7。

动力电池系统低压线束设计与检测

图 10端子(不带密封圈)压接示意图

表 7端子压接示意图说明表

动力电池系统低压线束设计与检测

2.2.2.2.2.端子压接变形角度规定

端子压接变形角度须符合端子图纸规范,若无要求,则遵循下列规范:
压接后,上下方向的变形角度不能超过5°,如图11所示:

动力电池系统低压线束设计与检测

图 11端子上下变形角度示意图

压接后,左右方向的变形角度不能超过3°,如图12所示:

动力电池系统低压线束设计与检测

图 12端子左右变形角度示意图

2.2.2.2.3.绝缘层压接可靠性验证

所示90°弯折试验,三个循环后,在连接B区应可见导体的和绝缘层,如图13所示。

动力电池系统低压线束设计与检测

图 13端子弯折试验示意图

2.2.2.2.4.合格品与不合格品对照图

如图14所示。

动力电池系统低压线束设计与检测

图 14压接(不带密封圈)合格品与不合格品对照图

2.2.2.3.端子压接(带防水圈)要求

2.2.2.3.1.工艺要求

端子(带密封圈)压接示意图见图10。

动力电池系统低压线束设计与检测

图 15端子(带密封圈)压接示意图

除满足普通端子压接要求(表7)外,还需要满足以下工艺要求:

端子绝缘压接片应完全包裹在密封件上,不得损伤和刺入密封件;

密封塞安装不应倾斜,端部平面应与电线轴线方向垂直;

在可视窗(连接B区)应可见电线绝缘层及密封件端部;

料带不能刺入防水圈内。

2.2.2.3.2.与不合格品对照图

如图16所示。

动力电池系统低压线束设计与检测图 16压接(带密封圈)合格品与不合格品对照表

2.2.2.4.端子切片要求

2.2.2.4.1.连接端子和电线

如图17所示,b≥0.1a,芯线与芯线、芯线与端子之间不能又空隙,需要结合紧密,端子不能出现裂缝或者毛刺的现象;切片刀头进刀角度,须保持与压接区域垂直。

动力电池系统低压线束设计与检测

图 17连接端子和电线端子切片工艺要求

2.2.2.4.2.合格品与不合格品对照表

如表8所示

表 8端子切片合格与不合格对照表

结论
图片
描述及判定依据
合格
动力电池系统低压线束设计与检测
压接翼嵌入
—芯线压接爪结合良好
—所有的铜丝都被压入
—压接高度和压接宽度需符合设计要求;
—所有芯线均变形;且芯线与芯线之间无任何空隙;芯线和端子无开裂
可接受
动力电池系统低压线束设计与检测
所有芯线被完全包裹,压接翼卷曲大但未触碰端子内壁
可接受
动力电池系统低压线束设计与检测
所有芯线被包裹,压接翼有分叉,或压接翼卷曲深度不同,但必须满足本章2.2.4.9压接翼伸出长度要求。
可接受
动力电池系统低压线束设计与检测
所有芯线被包裹,对称性超有偏差,但须满足本章2.2.4.6压接翼角要求。
不合格
动力电池系统低压线束设计与检测
压接翼碰到底部/侧壁
不合格
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压接翼没有闭合
—压接支撑高度(压接翼接触距离)需满足本章2.2.4.3要求。
不合格
动力电池系统低压线束设计与检测
芯线与芯线之间、芯线和端子之间又空隙,没有紧密贴合;芯线未变形
不合格
动力电池系统低压线束设计与检测
压接翼(一边或双边)内侧没有包住芯线,直接与端子内侧表面接触
不合格
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压接翼(一边或双边)反向翻转
不合格
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端子有裂缝

2.2.2.4.3.压接支撑高度要求

如图18所示,压接支撑高度为D,端子材料厚度为S,压接支撑高度要求,见表9。

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图 18支撑高度示意图

表 9压接高度参数表

截面积(mm2)
支撑高度D
<1.0
≥0.5*S
1.0-6.0
≥0.7*S
>6
≥1.0*S

2.2.2.4.4.压接高度工差要求

压接高度工差须符合端子供应商提供的参数以及卡耐相应工程师的批准。若端子供应商无具体工差要求,须满足表7压接高度工差表要求。

表 10压接高度公差表

截面积A(mm2)
压接高度工差(mm)
0.13<A≤0.5
±0.03
0.5<A≤2.5
±0.05
A>2.5
±0.10

2.2.2.4.5.毛刺要求

毛刺的高度不能大于材料厚度、毛刺的宽度不能大于材料厚度的一半:且毛刺高度不能超过端子压接底部,如图19所示。

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图 19端子压接毛刺要求

2.2.2.4.6.绝缘压接切片

合格与不合格对照见表11。

表 11绝缘压接切片合格与不合格对照表

结论
图片
描述及判断依据
合格
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压接翼可能刺入绝缘层中, 但是铜丝和压接翼不能接 触。
合格
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压接翼可能插入绝缘层中, 但是铜丝和压接翼不能接 触。
不合格
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压接翼接触到铜丝。
不合格
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绝缘压接翼(一边或双边)碰到底部或侧壁
不合格
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绝缘层压接翼未闭合,电线 没有固定牢靠。

2.2.2.4.7.压接翼支撑角度要求

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图 20端子压接翼角度示意图

在图样及技术文件无要求时,如图20所示,端子压接的卷曲部分a、b应相接,支 撑角度最大不应超过30°。

2.2.2.4.8.压接翼末端伸出长度要求

如图21所示,X1、X2为压接翼末端伸出长度,材料厚度S取端子图纸规定值或符 合图纸要求的标准样件测量值。

其须满足:|X1-X2|≤ 0.5*S

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图 21端子压接翼伸出长度示意图

2.2.2.5.绞线要求

2.2.2.5.1.尺寸和工差

1)绞距要求:绞距以满足原理图要求为第一优先级,在无图样及技术文件要求时,需满足本章要求,具体见图22和表12。

2)缠绕要求:针对MOST50绞线,应进行绞股整段PVC密绕胶带;针对其他绞线,在 绞线分开出处应进行点胶带PVC防松。针对无法满足绞线放开长度的宽接插件,绞线放开长度 小于等于塑件宽度2/3;

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图 22铰接要求示意图

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表 12铰接要求示意图

2.2.2.6.超声波焊接要求

2.2.2.6.1.尺寸和工差要求

要求如下,超声波示意图见图23。
1)焊块焊接区A域长度
2)焊接区域B铜丝延伸长度 (0mm-2mm)
3)焊接区域C到绝缘皮的距离 (2mm-5mm)

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图 23超声波示意图

2.2.2.6.2.超声波直拉力/撕拉力

要求见表13。

表 13超声波直拉力/撕拉力要求

单根导线截面
mm2
直拉力
N
撕拉力
N
0.35
60
12
0.50
80
15
0.75
120
23
0.85
135
28
1.00
160
35
1.25
180
40
1.50
200
45
2.00
225
57
2.50
250
70
3.00
280
80
4.00
350
100
5.00
420
115
6.00
500
130
7.00
540
135
8.00
600
145
10.00
800
165

表13中,截面积指超声波组合中最小平方的单根导线需满足的 拉力值,且拉力值为最小需满足拉力;

超声波对接焊接,以直拉力和撕拉力为测试标准。

超声波齐头焊接,以撕拉力为测试标准

2.2.2.6.3.超声波电压降要求

具体见表 14。

表 14 电压降要求

导线截面
mm2
测试电流
 A
最大值
mV/A(mΩ)
最大值变化值 mV/A(mΩ)
≤5.00
40
0.20
0.11
5.01~ 13.00
50
0.15
0.09
13.01~19.00
70
0.11
0.07
≥19<32< span="">
100
0.08
0.05
≥32<40< span="">
100
0.06
0.04
≥40<50< span="">
100
0.05
0.03
≥50<62< span="">
100
0.04
0.02
≥62 ≤103
150
0.03
0.02

2.2.2.6.4.设计标准

1)防水要求:

a) 所有超声波必须使用带胶防水热缩管

2) 超声波热缩管要求,见章节2.2.8.3

2.2.2.6.5.工艺要求

1)焊接纹路在焊块表面必须清晰可见,不允许使用腐蚀性焊剂;
2)超声波焊接中不允许出现任何飘丝现象,即不允许有任何芯线没有被焊接完全。
3)在焊块区域是不允许有裂缝和断裂;
4)毛刺公差:最高单根芯线直径(最大高度值:0.5mm, 最大宽度值:0.2mm );
5)超声波连接方式分为齐头式和对接式,如图19所示,要求具体如下:
a) 齐头焊接应少不超过8根导线,对接焊接单边最多7根导线,双边不超过12根;
b) 对接焊接中,左右导线配比截面积应尽可能接近,最大配比不超过3:1

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图 24超声波焊接示意图

2.2.2.6.6.合格品与不合格品对照图

见图 25。

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图 25超声波合格品与不合格品对照图

2.2.2.6.7.连接钉压接包胶要求

2.2.2.6.7.1.尺寸和公差

连接钉压接包胶示意图,如图26所示。

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图 26连接钉压接包胶示意图

表 15连接钉压接包胶要求

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卡环压接不作为优先选择,超声波为优先选择。如若选用卡环压接,需得到卡耐线束工程师批准,并满足本标准要求;且包胶只适用于没有密封要求区域。

2.2.2.6.7.2.工艺要求

卡环包胶时端子应置于胶带的中间,胶带两端应平齐。

2.2.2.6.7.3.合格品与不合格品对照图

见表 16

表 16 连接钉合格品与不合格品对照表

结论
图片
描述及判断依据
合格
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起点重叠紧贴导线根部
不合格
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起点重叠太多
合格
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包胶表面光滑且所有胶带都重叠在一起
合格
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包胶表面光滑但有螺纹出现,可以接受
不合格
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包胶表面不光滑,并且有胶面反露在外面,不可接受

2.2.3.总装要求

2.2.3.1.装配外壳要求

2.2.3.1.1.工艺要求

1) 使用材质为PPE导线时, 总装操作插端子动作时,拿捏导线端时应尽量靠近端子末端, 以防用力时,导线弯曲,导线不允许有损坏;

2) 将端子插入外壳之前,一定要检查端子是否损坏或者端子是否附带有杂物;

3) 防水栓、密封堵装配位置需符合图纸要求,图纸未作明确要求的,需得到卡耐批准;

4) 当把所有端子插入外壳后,要检查锁片是否带二次锁紧。

2.2.3.2.装配橡胶件要求

2.2.3.2.1.工艺要求

1)装配参考方法,橡胶件防水泥装配步骤示意图见图27。

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图 27橡胶件防水泥安装示意图

2)装配要求,橡胶件安装示意图见图28。

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图 28橡胶件安装示意图

a) 按照图板信息取正确的橡胶件
b) 在橡胶件位置安装防水胶
c) 根据图板上工装的位置以及方向固定橡胶件
d) 确保橡胶件所在位置的尺寸符合图纸要求
e) 橡胶件固定后,先在橡胶件上固定三圈包胶,再延伸至包胶至支干,支干上至少包胶三圈

2.2.3.3.装配管子要求

2.2.3.3.1.工艺要求

1)装配方法,波纹管装配步骤示意图见图29。

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图 29波纹管安装示意图

2)装配要求如下:

a) 波纹管不能破坏导线绝缘层;
b) 必须使用工具装配管子;
c) 根据图纸选择正确的波纹管;
d) 检查管子切断口须保持垂直;
e) 检查管子切断口须在波峰上。

2.2.3.3.2.设计标准

波纹管选择需满足约20%空余量。

2.2.3.4.装配支架要求

2.2.3.4.1.工艺要求

1)装配方法,装配示意图见图30。

1.根据图板信息取支架,放在正确的摸块中,位置和方向正确;

2. 根据图板信息上上盖的时候,注意不要压到电线,锁扣必须锁到位(有盖式) ;包胶后不允许有线翘在外面(无盖式);

3. 每个导线槽的出线口,必须先将与导线槽出口处的电线用PVC胶带缠绕三圈 再将线束固定捆扎在导线槽出线口上,PVC胶带须缠绕三圈。

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图 30支架装配示意图

2)装配要求

1. 支架的方向必须和图纸保持一致;
2. 装配支架时,不允许有导线外漏,不能损坏电线绝缘层。导线槽内至少螺旋缠绕连接处。

2.2.3.4.2.合格品与不合格品对照

见图31。

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图 31合格与不合格示意图

2.2.3.5.包胶要求

2.2.3.5.1.点胶带要求

1)工艺要求

装配要求,如图32所示。

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图 32点胶包胶示意图

a) 包胶时指示杆应该位于胶带的中间,胶带两端应平齐;
b) 起点重叠紧贴电线根部;
c) 点包时,胶布重叠至少三圈;
d) 胶带收尾处, 胶带必须黏贴牢靠,不允许出现松脱现象。

3)合格品与不合格品对照,见表17。

表 17点胶带合格品与不合格品对照表

结论
图片
描述及判定依据
合格
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包胶表面光滑且所有胶带都重叠在一起
合格
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包胶表面光滑但有螺纹出现,可以接受
不合格
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包胶表面不光滑,并且有胶面反露在外面,不可接受

2.2.3.5.2.间隙缠绕胶带要求

1)装配要求如下,包胶示意图见图33。

a) 胶带间距应为10mm-20mm之间;
b) 胶带应均匀;
c) 胶带不能反胶;
d) 起始胶带缠绕三圈以上;
e) 包胶导线应平整;
f) 胶带收尾处, 胶带必须粘贴牢靠,不允许出现松脱现象。

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图 33间隙胶带缠绕示意图

2)合格品与不合格品对照,见表19。

表 19间隙包胶合格品与不合格品对照表

结论
图片
描述及判定依据
合格
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胶带均匀,包胶平整
不合格
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胶带不均匀
不合格
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包胶导线不平整

2.2.3.5.3.紧密缠绕胶带要求

1)工艺要求

a) 重叠率必须在35%到50%之间,且在90°弯曲后不可露出电线部分;
b) 胶带应该相对均匀;
c) 胶带不能反胶;
d) 起始胶带缠绕三圈以上;
e) 包胶导线应平整;
f) 胶带收尾处,胶带必须黏贴牢靠,不允许出现松脱现象。

2.2.3.5.4.管子固定包胶要求

工艺要求及管子包胶示意见图34。

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图 34管子包胶步骤示意图

2.2.3.5.5.多管分支包胶要求

1)工艺要求

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图 35多管分支包胶示意图

a) 波纹管分支连接处,分支点波纹管应尽可能靠近并接触;到主干分支点中心的 间距最大不得超过其最大波纹管的半径(R),且波纹管应分段连接,如图35所示;
b) 在运输和实际使用过程中,不允许产生波纹管脱开现象;
c) 胶带收尾处, 胶带必须黏贴牢靠,不允许出现松脱现象。
d) 舱外开口波纹管需密绕胶带,折弯90度不露裸线。

2.2.3.5.6.胶带固定定位件要求

1)工艺要求如下,胶布固定件示意图件图36。

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图 36胶布固定定位件示意图

a) 使用胶布固定定位件,至少三圈;
b) 扎带卡钉的角度方向应与数模规定方向一致;
c) 胶带收尾处, 胶带必须黏贴牢靠,不允许出现松脱现象。

2.2.3.5.7.外壳根部与管子/胶带的包胶要求

1)尺寸和工差

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图 37外壳根部包胶示意图

a) 按图纸特殊要求
b) 针对接插件导线的包胶,单个导线不允许有任何形式的受力;
c) 外壳根部电线裸露长度为10mm-15mm;
d) 针对宽接插件(不能满足要求b), 应遵循:外壳根部电线裸露长度(L) 为外壳宽度(W)的2/3。(如图37);
e) 对于有绝热要求的,需单根导线包裹热保护胶带至接插件尾部。

2.2.3.6.卡扣安装要求

2.2.3.6.1.装配方法

如图38。

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图 38卡扣安装示意图

2.2.3.6.2.装配要求

1) 需控制卡钉扎带尾部长度,长度在3mm-5mm之间,如图示42所示 。
2) 针对卡钉安装在无覆盖物裸线上,则在卡钉安装位置处,需增加点包绒布胶带 缠绕(至少2圈),如图39所示;
3) 针对接插件扎带固定处,可选用布基点胶带缠绕(至少2圈),如图40所示;

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图 39裸线卡钉安装示意图

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图 40Dress Cover 接插件扎带安装示意图

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图 41卡钉-波纹管安装示意图

4) 针对在波纹管/护套上安装扎带卡钉,需在卡钉安装处,点包绒布胶带(至少2 圈),使波纹管上的扎带卡钉不易转动,如图41所示;

5) 卡钉扎带拉紧力,应遵循卡钉零件要求,不允许出现以下两种失效情况。

A. 扎带力过紧:覆盖物(波纹管或胶带)被卡钉扎带打变形,波纹管开口处交错,导线绝缘层被破坏;
B. 扎带力过松:扎带卡钉在线束上用可横向移动或轴向转动。

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图 42卡扣扎带尾部示意图

2.2.3.7.线束捆扎、运输要求

线束在捆扎和运输的过程中,须满足以下要求:

1) 须确保线束有足够的弯曲半径,不得出现因外力而导致的线束不可恢复的折痕;
2) 须确保不得出现接插件二次锁、接插件 Lever lock 或 Slider 等脱离出厂设定位置;
3) 确保线束上橡胶件、卡钉、支架等附件不出现任何形式破损,其位置和方向须与出厂设计状态保持一致。

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