2023汽车用铝电线束技术条件

汽车用铝电线束技术条件II目录前 言 II范围 1规范性引用文件 1术语和定义 2要求 4试验方法 13检验规则 18标志、包装、储存和保管 18附录A（规范性附录）铝电线束相对运动区域随机振动测试 20附录B（规范性附录）铜铝端子压接剖面要求 22PAGEPAGE10汽车用铝电线束技术条件范围VDC到1000VDC的汽车用铝电线束。规范性引用文件（包括所有的修改版）适用于本文件。GB7258-2017机动车运行安全技术条件GB/T18384.2-2015电动汽车安全要求第2部分：操作安全和故障防护GB/T18384.3-2015电动汽车安全要求第3部分：人员触电防护GB/T37133-2018电动汽车用高压大电流线束和连接器技术要求QC/T29106-2014汽车电线束技术条件ISO16750-5道路车辆-电气和电子设备的环境条件和测试（Roadvehicles-Environmentalconditionsandtestingforelectricalelectronicequipment-Chemicalloads）ISO19642-4430V60VvehiclesAutomotivecablesDimensionsandrequirementsfor30Va.c.and60Vd.c.singlecoreAluminiumconductorcables）ISO19642-66600V900V1000V或直流1500V单芯铝导线电缆的尺寸和要求（Roadvehicles—Automotivecables—Dimensionsandrequirementsfor600Va.c.or900Vd.c.and1000Va.c.or1500Vd.c.singlecorealuminiumconductorcables）ISO19642-88:30V60V屏蔽多芯或单芯铝导线电缆的尺寸和要求（Roadvehicles—Automotivecables—Dimensionsandrequirementsfor30Va.c.or60Vd.c.round,sheathed,screenedorunscreenedmultiorsinglecorealuminiumconductorcables）ISO19642-1010:600V900V1000V1500V（RoadvehiclesAutomotivecablesDimensionsandrequirementsfor600Va.cor900Vd.cand1000Va.cor1500Vd.croundsheathedscreenedorunscreenedmultiorsinglealuminiumcopperconductorcables）ISO20653-2013道路车辆-防护等级(IP代码)-电器设备对外来物、水和接触的防护（Roadvehicles-Degreesofprotection(IP-code)-Protectionofelectricalequipmentagainstforeignobjects,waterandaccess）IEC60068-2环境测试（Environmentaltesting）IEC60529-2013(IP（Degreesofprotectionprovidedbyenclosures(IPCode)）IEC60664-1低压系统内设备的绝缘配合（Insulationcoordinationforequipmentwithinlow-voltagesystems）LV216-2机动车辆及其电气用屏蔽高压护套电缆（shieldedhigh-voltage-sheathedcablesformotorvehiclesandtheirelectricaldrives）SAEUSCAR-2-2020汽车电器连接器系统的性能标准（PerformanceStandardforAutomotiveElectricalConnectionSystems）SAEUSCAR-21-2020电缆至端子间电气压接的性能规范（PerformanceSpecificationforCable-to-TerminalElectricalCrimps）SAEUSCAR-25插件人机工程要求（ErgonomicsSpecificationforElectricalConnections）SAEUSCAR-37高压连接器的性能SAEUSCAR-2的补充（HighVoltageConnectorPerformanceSupplementtoSAEUSCAR-2）SAEUSCAR-38超声波焊接的导线和端子连接的技术要求标准（PerformanceSpecificationforUltrasonicallyWeldedWire/CableTermination）SAEUSCAR-45线对线焊接连接的性能要求规范（PerformanceSpecificationforWeldedWire-toWireSplices）术语和定义EMCEMC是指电子、电气设备或系统在预期的电磁环境中，不会因为周边的电磁环境而导致电气连接electricalconnection端子/连接器和电线之间持久可靠的连接，例如：压接、焊接等。电气绝缘electricalinsulation高压组件中导体和屏蔽之间/导体与导体之间的电阻。端子terminal实现电气连接的金属件。额定电流ratedcurrent电气设备在额定电压下，按照额定功率运行时的电流。额定电压ratedvoltage电气设备可长期稳定工作的最大电压。防护等级IPXX防护等级IPXXB80mmIPXXD100mmsmoke当电流在特定时间超过特定水平，导线出现的不合理现象。highvoltageinterlockingHVIL)高压互锁回路,用低压信号监视高压回路完整性的一种安全设计方法。aluminumconductorcable由铝/铝合金为导体材料的导线，根据应用分为低压铝导线和高压铝导线。aluminumwireharness由端子/连接器、铝导线通过压接或焊接，连接组成的总成件，如图1所示。图1铝电线束示意图connector实现电气连接的组合件，包含端子、护套等。Hi-POT高压潜在故障试验。shieldCu-Alterminal与整车配合部分为铜/铜合金，与导线配合为铝/铝合金，通过有效连接形成的导电体。要求一般要求铝电线束应符合本文件的要求，并符合技术文件制造要求。铝导线应符合下列要求：高压铝导线符合LV216-2/ISO19642-6/ISO19642-9的标准，低压铝导线符合ISO19642-4/ISO19642-8；高压铝导线与连接器的连接需经过匹配验证；导线的截面积需根据额定电流和环境温度及允许温升确定；导线的载流能力，需满足额定和极限工况要求；6D12D动态；环境温度要小于铝导线的长期允许工作温度，电流过载时，铝导线不能发烟燃烧；导线绝缘材料需满足导线敷设的要求；为了补偿铝导体的电阻，推荐铝导线的规格是铜导线规格的1.4~1.6倍；避免在连接器处弯曲导线，以防止连接器密封失效。连接器要求连接器的选用确定使用位置→确定连接器芯数→确定额定电流/电压/峰值电流→是否需要HVIL→屏蔽或非屏蔽→防护等级→出线方式→外形尺寸→完成选型HVIL（如适用）HVIL电路是低压电，相对于功率电路，是独立的；功率和信号端子应满足：—连接时，功率端子先接通，信号端子后接通；—断开时，信号端子先断开，功率端子后断开。屏蔽根据在整车的使用位置，合理选择屏蔽或非屏蔽连接器。防护等级高压连接器未装配满足IPXXB，装配后满足满足IP6K9K,IPXXD。出线方式连接器出线方式常见的有90°及180°出线。人机工程学连接器的装配必须具备可操作性，满足人机工程学要求，参见SAE/USCAR25。性能要求连接系统必须满足下表1、2、3中所列相应等级的所有性能测试要求，组件必须根据其预期的车辆应用环境合理选择。振动等级的定义参见USCAR-2。1等级温度范围典型应用T1-40℃~+85℃T1不建议用于新应用T2-40℃~+100℃特别适用于乘客舱T3-40℃~+125℃特别适用于发动机舱T4-40℃~+150℃用于一些接近高温的发动机上的应用T5-40℃~+175℃根据需要使用2密封等级常用名适用于S1未密封的S1适用于乘客舱或车上其它干燥区域，如后备箱S2密封的S2(满足USCAR-25.9.7的要求)用于暴露部位S3密封(高压喷射)S3用于暴露位置。S3符合USCAR-25.9.7加上5.6.7;当需要高压直接溅射时，它是适用的3振动等级常用于适用于其他要求V1底盘周边安装在不与发动机相连的弹性部件无V2发动机周边与发动机连接的部件不可能有严重的振动通过V2=>也通过了V1V3在发动机上的严重振动容易发生严重振动的部件通过V3=>也通过了V1和V2V4极端振动在需要时用于与极端振动区域相关联通过V4=>也通过了V1和V2和V3V5未装弹簧的组件旋转安装组件无连接器安装环境应满足下列要求：连接器的装配和拆卸需有一定的操作空间；连接器的安装位置需避开有水溅到或易遭受石击的部位；连接器尺寸满足下列要求：后盖尺寸：极限导线线径情况下，连接器后盖能顺利装配；密封圈尺寸：极限导线线径情况下，密封圈能顺利装配，并保证密封性；内屏蔽环尺寸：极限导线线径情况下，内屏蔽环能够顺利装配；外屏蔽环尺寸：极限导线线径和屏蔽层线径情况下，外屏蔽环能够顺利装配。运动区域和非运动区域铝电线束满足下列要求：根据运动件的运动包络，线束应预留一定余量，以满足相对运动需求；运动区域与非运动过渡区域，应考虑固定点连接强度，以避免固定点失效。附属物要求卡扣满足下列要求：0平方及以下线束，线束轻，柔软度好，可根据需求选择常规六角孔，圆孔，长圆孔，螺柱型，偏置型卡扣等；0平方以上的铝电线束，线束重，柔软性差，线束布置存在应力大，这种情况下需线槽线槽推荐用在以下情况：a）无法提供单独的夹持或其他保持方法以充分控制线束;b）线束要求特殊走向；c）需要保持与危险区域的间隙。金属支架金属支架优先考虑使用在以下位置：a）车辆底盘位置；b）线束弯曲，急剧转弯的位置；c）振动，吊装等环境。金属支架重点考虑机械性能和耐腐蚀性能，为保证可靠性，金属支架需要进行FEA分析。编织管满足下列要求：编织管内径尺寸和导线外径相近；编织管温度等级要不低于电线的温度等级。波纹管波纹管直径为导线外径的1.1倍，多股导线时，导线外径为外公切圆直径。橡胶件橡胶件常用于穿越干区和湿区的环境，穿越干湿区时与导线配合需满足IP67或客户要求。特殊包覆物高压和低压线束附属物的区别高压和低压线束附属物的区别主要在于以下几点：a）颜色：高压铝导线附属物要求以橙色为主，低压铝导线附属物要求以黑色为主；b）阻燃：高压铝导线附属物阻燃一般要求V0等级，而低压附属物的阻燃等级一般会低于这个要求；c）热缩管作用：低压铝导线热缩管主要作用是密封，而高压铝导线的热缩管主要是保证电气间隙和爬电距离。外观铝电线束外观不应有损伤、变形等缺陷。铝电线束端子，密封圈等安装到位。铝电线束如使用热缩管，热缩管不应影响端子安装。铝电线束尺寸布线应满足下列要求：高压铝电线束应避免通过乘客舱布线，如需，高压铝电线束应从底盘下布线；高压电线束应避开和低压电线束一同走线，高压和低压线束平行布线相距100mm；相关联的高压铝电线束正负极导线之间的距离需保持20mm（按屏蔽层外缘距离测量）；固定点之间，最小间距不得小于50mm，以满足装配过程中的工具使用；固定点之间，最大间距不得大于300mm，以避免中间分支过长与周边件干涉；接插件与固定点之间，线束第一个固定点距接插件尾部100mm-150mm较佳；卡扣捆绑多根电线时应避免发生滑动和旋转；铝电线束同油管相隔至少100mm；铝电线束同静止部件间隙至少10mm；铝电线束同运动部件间隙至少25mm；铝电线束尽量避开碰撞后变形较大区域，以防止车辆碰撞后对导线本身以及人体造成的伤害。铝电线束尺寸偏差如无其它特殊要求，铝电线束尺寸偏差应满足表4要求。表4 铝电线束尺寸偏差公称尺寸公差固定点到固定点其它尺寸≤200mm±5±10201mm1000mm±10±151001mm2000mm±15±202001mm≥NA±25REF±25压接连接端子压接铜铝端子与铝导线的连接推荐以下压接方式。图2 铜铝端子与铝导线压接示意图导体压接压槽内不允许漏出铝丝；在图样及技术文件无规定时导体压接区横断面应符合附录B的要求。绝缘层压接铜铝端子.管状端子，绝缘层不压接。连接强度铜铝端子与电线的连接应牢固，其最小拉力值应符合表5的规定。表5 端子最小拉力值铝导线截面积mm²拉脱力值N25≥150060≥280070≥320085≥3700120≥4000表中未列出标称截面积的导体，拉力应根据两相邻导体标称截面的数值按插值法确定。电压降采用压接方法时，导体压接区的电压降不应大于表6的规定表6导体压接区的电压降铝导线截面积mm²最大电阻mΩ电阻最大变化mΩ≥20and<300.080.05≥30and<400.060.04≥40and<500.050.03≥50and<600.040.02≥60and≤1200.030.02温升系统正常工作时，系统各点温升不应大于50K。屏蔽环压接屏蔽环与屏蔽层的连接推荐以下压接方式。图3 屏蔽环压接示意图压接屏蔽环压接高度，压接宽度应满足装配需求，不得影响装配；屏蔽环压接需保证屏蔽层均匀分布在屏蔽环周围。连接强度屏蔽环与电线的连接应牢固，其最小拉力值应符合表7的规定。表7 屏蔽环拉力值电线直径mm拉脱力值N≤5≥50＞5≤8≥150＞8≤13≥300＞13≥450电压降屏蔽环压接区的电压降＜3mΩ。焊接连接超声波焊接端子与铝导线连接还可以采用如下图所示超声波焊接的方法。图4端子与铝导线超声波焊接示意图（左图：带绝缘压接；右图：不带绝缘压接）外观超声波焊接外观应满足USCAR38要求。连接强度端子与铝线的连接应牢固，其最小拉力值应符合表8的规定。表8最小拉力值铝导线截面积mm²拉脱力值N258506018007018808520001202200电压降采用焊接方法时，导体焊接区的电压降不应大于表9的规定表9导体焊接区的电压降铝导线截面积mm²试验电流A电压降或电阻mΩ≥20and<301000.08≥30and<401000.06≥40and<501000.05≥50and<601000.04≥60and≤1201000.03撕拉力超声波焊接应具有抗撕拉的能力，其最小撕拉力应符合表10的规定。表10 最小撕拉力铝导线截面积mm²撕拉力值N25≥17060≥36070≥37685≥400120≥440温升系统正常工作时，系统各点温升不应大于50K。摩擦焊接端子和铝导线的连接也可以采用摩擦焊接的方式，如下图5所示。铝线直接与铜端子摩擦焊接。铝管起到固定及束缚铝线的作用。图5 摩擦焊接示意图等离子焊接6图6 等离子焊接示意图绝缘（高压适用）电路经过绝缘测试后，高压铝电线束应在正负极导体（即B+到B-）之间、导体与地之间以及从高压到低压（即HVIL电路）之间保持电气隔离，最小绝缘电阻大于100MΩ。耐压（高压适用）电路经过耐压测试后，高压铝电线束应在正负极导体（即B+到B-）之间、导体与地之间以及从高压到低压（即HVIL电路）之间保持电气隔离，最大泄露电流少于10uA。密封高压铝电线束应进行100%气密检测，以确认组件的完整性和密封的有效性。低压铝电线束低压铝电线束应进行水密检测，以确认压接/焊接的密封有效性。电路高压铝导线应满足下列要求：所有电路应无短路、断路、错路现象。（BHVIL）之间保持电气隔离。低压铝导线所有电路应无短路、断路、错路现象。机械振动自由跌落本试验用以模拟包装/未包装的产品在搬运期间可能受到的跌落，检验产品抗意外冲击的能力。铝电线束经自由跌落试验后，应能满足4.2，4.6，4.7，4.8，4.9的规定。机械冲击本试验适用于安装在车身刚性位置和框架上的组件,本测试模拟车辆经过坑洼地面或碰击石头路肩等情况对铝电线束的机械冲击影响。铝电线束经机械冲击试验后，应能满足4.2，4.6，4.7，4.8，4.9的规定。高低温运行验证铝电线束在极端的高温/低温条件下，长时间工作后功能是否满足。铝电线束经高低温运行试验后，应能满足4.2，4.6，4.7，4.8，4.9的规定湿热循环湿热循环（含霜冻）（含霜冻耐盐雾性能铝电线束经盐雾性能试验后，应能满足4.2，4.6，4.7，4.8，4.9的规定。耐化学试剂铝电线束经化学试剂试验后，应能满足4.2，4.6，4.7，4.8，4.9的规定。防水铝电线束经防水试验后，应能满足4.2，4.6，4.7，4.8，4.9的规定。防尘铝电线束经防尘试验后，应能满足4.2，4.6，4.7，4.8，4.9的规定。温度冲击高压水冲洗水飞溅热冲击水浸没稳态湿热试验方法试验条件如无其它规定，试验样品应在下述条件下稳定24h后进行检测。—环境温度：18-28℃—空气相对湿度：45%-75%—大气压力：86KPa-106Kpa如无其它规定，公差按照下述执行。—频率：±1%—温度：±2℃5%5%-0%—振动:±3dB—振动功率谱密度：±5%2%1%1%外观检查采用目视法检查。尺寸检查布线尺寸进行设计校核。铝电线束尺寸用卷尺或者专用检具检查。压接试验压接端子连接强度测试方法按USCAR-21执行。压接端子电压降测试方法按USCAR-21执行。压接端子温升测试方法按UL486E执行。屏蔽环拉脱力测试方法按USCAR-37执行。屏蔽环电压降测试方法按USCAR-21执行。焊接试验焊接端子连接强度测试方法按USCAR-38执行。焊接端子电压降测试方法按USCAR-38执行。焊接端子撕拉力测试方法按USCAR-38执行。焊接端子温升测试方法按UL486E执行。绝缘检测（高压适用）推荐如下测试方法。如果客户有要求，按照客户具体要求执行。—施加电压：1000VDC—测试时间：5秒钟—最小绝缘电阻：100MΩ耐压检测（高压适用）推荐如下测试方法。如果客户有要求，按照客户具体要求执行。整车额定电压:400VDC–450VDC—施加电压：4300VDC—测试时间：1秒钟—最大泄露电流：10uA整车额定电压:450VDC–1000VDC—施加电压：6000VDC—测试时间：1秒钟—最大泄露电流：10uA密封检测高压铝电线束测试方法推荐如下测试方法。如果客户有要求，按照客户具体要求执行。—测试压力：1.5PSI—充压时间：5秒钟—稳压时间：2秒钟—测试时间：10秒钟—最大泄露量：0.05PSI/10秒低压铝电线束测试方法除非另外规定，水密测试可以按照以下步骤进行：48kPa的正压15秒钟保压时间没有水泡出现48kPa的负压15秒钟保压时间没有水泡出现电路检测使用专用回路检测装置进行检测。机械振动试验IEC60068-2-6的正弦运动和IEC60068-2-64的随机运动。当铝电线束布置在如下图7所示在相对运动的区域时，需进行随机振动测试。随机振动测试详见附录A。图7 存在相对运动的区域自由跌落试验试验参数参见下表11，试验方法参见IEC60068-2-327.0.表11自由跌落试验参数工作模式未接通电源状态每个样品跌落次数2次测试次数±X,±Y,±Z6个方向，每个方向各一次跌落高度1±0.05m表11自由跌落试验参数(续)工作模式未接通电源状态跌落表面混凝土地面或钢板测试样件数量6机械冲击试验测试参数按照客户要求，试验方法按IEC60068-2-27执行。高低温运行试验试验参数按照客户要求，试验方法低温运行按IEC60068-2-1testA执行。试验参数按照客户要求，试验方法高温运行按IEC60068-2-2testB执行。湿热循环试验试验参数按照客户要求，试验方法按IEC60068-2-30试验Db，方案1执行。湿热循环（含霜冻）试验试验参数按照客户要求，试验方法按IEC60068-2-38，TestZ/AD执行。耐盐雾性能试验试验参数按照客户要求，试验方法按IEC60068-2-11TestKa执行。耐化学试剂试验试验方法按ISO16750-5执行。防水试验试验参数按照客户要求，试验方法按ISO20653执行。防尘试验试验参数按照客户要求，试验方法按ISO20653执行。温度冲击试验参数按照客户要求，试验方法按IEC60068-2-14执行。高压水冲洗试验试验参数按照客户要求，试验方法按ISO20653执行。水飞溅热冲击试验试验设备要求如下：喷嘴。喷嘴结构如下图8所示，水流速度：3L~4L/喷头/3s。图8 水飞溅试验-喷嘴喷射水。温度0-4ISO12103-1添加3%的亚利桑那A2灰，必须确保充分混合。试验样件样件数量6，模拟零部件在实车上的安装。试验过程将试验样品加热到试验温度。按下图9所示对试验样品喷射水。喷射水必须覆盖整个试s，试验循环次数100。图9 水飞溅试验布置 图10 水飞溅工作模式水浸没试验试验设备0℃，5%的盐水。试验样件数量6件，运行在最大负载模式。试验过程15s内将试验样件浸到试验介质中。试验样件周围必须包含最少25mm的介质。稳态湿热试验试验参数按照客户要求，试验方法按IEC60068-2-78执行。检验规则铝电线束的检验分为出厂检验和型式检验。12表12 出厂检验项目序号测试项目测试方法测试结果高压铝电线束低压铝电线束1外观5.2符合图纸要求××2电路5.9符合图纸要求××3尺寸5.3符合图纸要求××4绝缘5.6≥100MΩ×5耐压5.7泄露≤10uA×6气密5.8最大泄露量：0.05PSI/10秒×下列情况之一，应该进行型式检验：新产品批量投产前；老产品变更生产地点；停产一年以上，恢复生产时；正式生产后，如