电动(混动)客车高压电气总布置设计规范

上海万象汽车制造有限公司文件编号文件版本文件密级模板版本发放部门电动（混动）客车高压电气总布置设计规范编制：审核：批准：上海万象汽车制造有限公司文件编号文件版本文件密级模板版本发放部门目录文件变更日志前言一、规范性引用文件二、纯电公交车客车的基本结构三、纯电动公交客车技术要求四、混合动力电动公交客车技术要求上海万象汽车制造有限公司文件编号文件版本文件密级模板版本发放部门文档变更日志版本日期编制变更理由/变更内容备注V1.120180717初稿前言本设计规范意在规定电动（混动）客车高压电气总布置设计规范。本规范由上海万象汽车制造有限公司技术中心电气技术部负责起草。本设计规范适用于上海万象汽车制造有限公司生产的车辆。上海万象汽车制造有限公司文件编号文件版本文件密级模板版本发放部门一、规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T31467《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第3部分：安全性要求与测试方法》GBT20234.1-2015《电动汽车传导充电连接装置通用要求》QC/T413-2002《汽车电气设备基本技术条件》GB/T2408-2008《塑料燃烧性能的测定水平法和垂直法》GB/T4208-2008《外壳防护等级(IP代码)》GB/T31485-2015《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》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》。DB31/T306-2015《公交客车通用技术要求》2017暂行版：《电动客车安全技术条件》二、纯电公交车客车的基本结构纯电动公交车客车由三个模块组成：电力驱动主模块、车载电源模块和辅助模块。其中电力驱动主模块的主要功能是为了纯电动公交车客车提供动力，包括中央控制单元、驱动控制器、电动机和机械传动装置等。车载电源模块分为车载蓄电池。超级电容和飞轮电池等三种类型，以蓄电池最为常见。车载电源模块主要功能是为电动机和车载电子设备提供电力，包括蓄电池电源、充电控制器和能量管理系统。辅助模块的功能是为纯电动公交客车提供对车辆的辅助控制，包括了转向系统、制动系统和辅助装置（空调与除霜器等）。纯电动公交客车的原理图1-1所示。上海万象汽车制造有限公司文件编号文件版本文件密级模板版本发放部门图1-1纯电动公交客车的原理图动力电池是纯电动公交客车的动力源，其主要任务是向驱动控制系统及辅助电器设备输送电能，通过充电设备来补充电能并储存起来。动力电池作为纯电动客车的关键设备，它的质量和体积以及容量对纯电动客车的性能起非常重要的作用。目前常见的动力电池有铅酸蓄电池和锂离子蓄电池。尽管现在蓄电池的新品种不断出现，性能不断提高，但仍然存在如下问题：能力密度低；快速充电接受能力差，充电时间长；电池价格昂贵；汽车附件的使用受到限制。动力电池的布置比较随意，可以布置在公交客车顶部不占用空间，也可以布置公交客车座椅下面或者后悬部分。由于动力电池的重量较大，在总布置设计时要考虑动力电池引起的载荷变化，将其布置在车辆顶部虽然不会挤占车厢空间，但会使车辆质心提高，侧向稳定性变差，转向行驶时容易侧翻，目前已很少采用。电气系统是纯电动公交车不可或缺的一部分，按照不同的电压等级和用途，可以分为高压电器系统和低电压气系统两部分。高电压气系统主要由动力电池、电源变换器和电动机等大功率、高电压电器设备组成，根据车辆行驶的功率需求将动力电池的电能转化为电动机的机械能。纯电动公交客车的低电压气系统采用24V电源，动力电池通过DC/DC电源变换器将高压直流电转换为24C低压直流电，一方面为了灯光、雨刷等车辆的常规低压电器提供电源，另一方面为整车控制器、高压电器设备的控制电路和辅助部件提供电源。三、纯电动公交客车技术要求3.1驱动电机及控制器上海万象汽车制造有限公司文件编号文件版本文件密级模板版本发放部门3.1.1应具有防尘防水能力，电机的防护等级应不低于IP67，控制器应不低于IP55。3.2车载储能装置及其安装要求3.2.1车载储能装置应满足使用要求。动力电池组(含接插件）防护等级应达到IP67，单体一致性要求不大于20mV（电池SOC在50%静态检测）。3.2.2车载储能装置的连接端子应固定牢靠、不易脱落且有绝缘防护，不得裸露在外。3.2.3车载储能装置应有漏电保护功能。3.2.4车载储能装置的绝缘电阻、爬电距离应符合GB/T18384.1的要求。3.2.5车载储能装置和动力电路系统间应通过断路器和熔断器进行保护。3.2.6车载储能装置的安装不允许有任何潜在危险的气体聚集。3.2.7车载储能装置舱体应与乘客区隔开，保证乘客不能触及到车载储能装置，如果电池舱是封闭结构则舱内应设置烟雾报警装置，舱体应采用符合GB8624-2012规定的B1级阻燃材料做隔离。若从乘客区引风为车载储能装置调节温度，则车载储能装置舱体应有强制排风系统，保证烟雾等有害气体不能从进风口进入乘客区。3.2.8车载储能装置舱应能防止异物掉入，舱内应设置适合新能源车辆特点的专用自动灭火装置。3.3高压连接3.3.1高压线束的阻燃要求应达到GB/T19666-2005阻燃和耐火电线电缆通则的规定。3.3.2触电防护应符合GB/T18384.3的规定。3.3.3高压线束应固定牢靠，有绝缘防护及波纹管防护，不得与导电部件直接接触。3.3.4高压线束原则上应单独铺设，铺设的线束应排列整齐，固定牢靠，穿过孔洞时应有保护和绝缘措施；在某些特殊部位（与低压线、气管、油管等并列或交叉的地方），应有隔离和绝缘等安全措施。3.3.5每箱动力电池应设有单独分段开关，正、负母线各设有一个手动维修开关(MSD）。3.4整车绝缘要求3.4.1整车绝缘电阻、耐电压及防水等安全要求，应符合GB/T18384.3中的规定，整车绝缘电阻不低于1000Ω/V。上海万象汽车制造有限公司文件编号文件版本文件密级模板版本发放部门3.4.2安装绝缘电阻监控系统，当绝缘电阻低于500Ω/V时，应通过仪表、远程监控提示，并用声或光信号报警。当绝缘电阻低于100Ω/V时，车辆应自动降功率减速至低于5km/h后切断高压电源。3.5电动空压机3.5.1电动空气压缩机主机与电动机外壳防护等级应不低于IP56。3.5.2电动空气压缩机在最大输出功率时噪声声功率级均应不大于70dB（A）。3.5.3电动空气压缩机动力输入侧应有明显正转标识。3.5.4电动空气压缩机在-20ºC～+55ºC环境温度下，应能正常工作。3.6电动液压助力转向油泵3.6.1电动液压助力转向油泵电动机与外壳防护等级应不低于IP67。3.6.2总成内部清洁度指标应符合JB/T7858中不大于30mg的要求，噪声不大于70dB（A）。3.6.3在-20ºC～+85ºC环境温度下，应能正常工作。3.7转向电机控制器、电动空气压缩机电机控制器、DC/DC变换器3.7.1应具备软起动或预充电功能，保证能对上电瞬间的冲击电流进行有效限制。3.7.2控制器带电电路与地（外壳）之间的绝缘电阻在环境温度23℃±2℃和相对湿度为80%～90%时，应不小于500Ω/V。3.7.3控制器以及冷却系统的工作噪声不大于70dB（A），在-20ºC～+85ºC环境温度下，应能正常工作。3.7.4防护等级应应不低于IP67以上。3.8高压直流接触器3.8.1在-40℃～+85℃环境条件下，应保证具有额定数值且不得出现老化、龟裂、变形等缺陷。3.9其它要求3.9.1整车涉水行驶深度应不小于350mm。3.9.2前客门至后客门的区域内的地板为没有台阶的单一平面区，地板离地高度应不大于650mm。3.9.3在乘客区（含轮罩）不应布置动力高压舱和动力电池舱。3.9.4车辆以50km/h车速匀速行驶时的车内噪声应不大于70dB（A）。上海万象汽车制造有限公司文件编号文件版本文件密级模板版本发放部门3.9.5位于底盘下部与后围位置的电池、高压电器部件应设置防撞措施，确保车辆安全。四、混合动力电动公交客车技术要求4.1混合动力电动公交客车除应满足表2内对应的高级公交客车相关规定外，还应符合下列技术要求。4.1.1混合动力电动公交客车应符合表4性能要求。4.1.2当牵引电动机与发动机进行动力交替切换时，车辆传动系统不应有动力中断及明显的抖动。4.1.3油电、气电混合动力电动公交客车高压线与油管、天然气其他管路应分开布置，交汇处应采用绝缘材料做分隔处理。4.1.4柴油、天然气、电能组合的插电式（含增程式）混合动力电动公交客车，燃料加注口与充电口应分置在车辆两侧。4.1.5插电式（含增程式）混合动力电动公交客车，应保证车辆无需启动可进行充电。充电设备未断开的情况下应保证车辆不可移动。4.1.6插电式（含增程式）混合动力电动公交客车应配置电动转向助力、电动空压机、电动空调等。