T-AOPA 0063-2024 电动航空器高压配电系统技术规范

ICS49.060

CCSV40

团体标准

T/AOPA0063—2024

电动航空器高压配电系统技术规范

Technicalspecificationforhighvoltagepowerdistributionsystemofelectricaircraft

2024-06-06发布2024-06-06实施

中国航空器拥有者及驾驶员协会发布

T/AOPA0063-2024

电动航空器高压配电系统技术规范

1范围

本文件涵盖了电动航空器电推进系统高压配电系统设计的最低要求，涵盖高压配电系统的通用要

求、技术条件和测试方法等内容。

本文件适用于在正常和紧急情况下，为轻型运动类航空器、正常类飞机、正常类旋翼航空器和多旋

翼、固定翼类无人驾驶航空器等航空器提供高压电分配的高压配电系统。

本文件不包含对电动航空器中低压配电系统的设计要求，仅对高压动力系统配电（即从动力电池到

电机及控制器等高压负载的传输线路及网络）做出相关规定。

如果涉及混合电推进系统（电推进系统及内燃机共同驱动推进器），或者由氢能、燃料电池等作为

能源的其它电推进系统，其中的高压配电系统适用部分可以参考本文件，但其不能涵盖整个混合电推进

系统或其它新能源系统的高压配电系统相关问题。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T18384电动汽车安全要求

GB/T38909民用轻小型无人机系统电磁兼容性要求与试验方法

GB/T38924民用轻小型无人机系统环境试验方法

ASTMF2490-20飞机用电负荷与电源容量分析（AircraftElectricalLoadandPowerSource

CapacityAnalysis）

ASTMF2639-18飞机电气布线系统的设计、变更和认证（Design,Alteration,andCertification

ofAircraftElectricalWiringSystems）

ASTMF2696-14飞机电气布线系统检验的标准实施规程（StandardPracticeforInspectionof

AirplaneElectricalWiringSystems）

ASTMF2799-14飞机电气布线系统维护的标准实施规程（StandardPracticeforMaintenanceof

AirplaneElectricalWiringSystems）

ASTMF3239-22a飞机电推进系统（AircraftElectricPropulsionSystems）

ASTMF3316-19电动或混合动力推进飞机的电气系统（ElectricalSystemsforAircraftwith

ElectricorHybrid-ElectricPropulsion）

EASASCE-19电动/混合动力推进系统（Electric/HybridPropulsionSystem）

RTCA/DO-160G机载设备环境条件和试验程序（EnvironmentalConditionsandTestProcedures

forAirborneEquipment）

RTCA/D0-178C机载系统和设备合格审定中的软件考虑(SoftwareConsiderationsinAirborne

SystemsandEquipmentCertification)

RTCA/D0-254机载电子设备硬件设计保证指南(DesignAssuranceGuidanceforAirborne

ElectronicHardware)

SAEAIR7502飞机电压等级定义（AircraftElectricalVoltageLevelDefinitions）

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SC-VTOL-01专用条件：垂直起降（VTOL）航空器（SpecialCondition：VerticalTake-Offand

Landing(VTOL)Aircraft）

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

高压配电系统HighVoltagePowerDistributionSystem

将各高压动力电源的输出功率传输、分配至各用电负载的系统，包括充电系统、高压线缆、汇流条、

开关、电路保护装置等设备。

3.2

高压配电控制系统ControlSystemofHighVoltagePowerDistributionSystem

用于实现高压配电控制系统的监测、控制、保护等功能，同时与飞控软件进行信息交互的系统。

3.3

高压汇流条Bus

高压配电系统中用于实现电流分配和汇聚的装置。

3.4

开关Switch

需要外部控制信号的输入或工作人员的操作来控制电路开通或关断的设备，包括继电器、接触器等。

3.5

保护装置Protector

当电路中出现过压、欠压、过流、过热、短路故障时对系统起到保护作用的装置，包括熔断器、断

路器等。

4通用要求

4.1安全性分析

为保证持续安全飞行和着陆，高压配电系统应能为重要负载设备传输电能，在航空器设计续航时间

及设计寿命内，至少应能提供保证持续安全飞行和着陆所需的配电能力如下：

a）容量持续时间要求应通过试验或分析证明，试验或分析时的负载需包括对持续安全飞行和着陆

必需的所有负载；

b）在任何可能的运行条件及设备预期的使用限制范围内，高压配电系统应以适当的电压向安全运

行所必不可少的每个负载设备提供其所需的功率；

c）高压配电系统应在可能的工作组合和可能的持续时间内实现可靠电能传输，提供规定的能量及

功率；

d）采用多动力电源设备供电的高压配电系统，高压配电系统应保证在任一动力电源设备发生故障

后，能为剩余动力电源设备提供电能传输路径，支持所有重要负载设备可靠运行。

4.2软件和硬件

高压配电系统应通过控制系统与飞控系统进行信息交互，高压配电控制系统包括控制软件和硬件，

其中软件应按照RTCA/DO-178C的要求进行研制，硬件按照RTCA/DO-254的要求进行研制。

4.3安装和标识

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高压配电系统中的设备，应满足以下要求：

a）每个设备都应按照该设备规定的限制进行安装；

b）电推进系统高压配电系统的设计和安装应符合预期航空器应用的设计基础；

c）负载的运行不应对发电、配电和布线产生有害影响；

d）负载的断开不应对高压配电系统产生不利影响；

e）高压配电系统中的电缆应与可燃液体管路分开，或在电缆原有绝缘层外加套电气绝缘柔性导管

（或等效装置）；

f）电缆的安装应使出现机械损伤和/或因液体蒸汽或热源或其组合导致损伤的风险减至最低；

g）每个开关间应具有足够的安全距离，或载流零件与壳体间采用绝缘材料以防止飞行中的振动引

起短路；

h）不同电压等级、安全等级部件宜采用不同颜色标识，高压部件配置“高压、危险”等警示标识。

5技术条件

5.1电压等级

电动航空器高压配电系统最大工作电压应大于60VDC，各主机厂可根据自身设计需求适当调整工

作电压范围。

表1电推进系统高压配电系统额定电压等级

电压等级电压等级最大瞬时过电压

电压等级160-300VDC432VDC

电压等级2300-600VDC864VDC

电压等级3600-1000VDC1440VDC

电压等级41000-1500VDC2160VDC

电动航空器高压配电系统可参考本文件。

5.2元器件要求

5.2.1高压配电控制系统

高压配电控制系统应满足以下一般要求：

a）高压配电控制系统应操作方便、平稳、积极，能适当地发挥其功能；

b）高压配电控制系统应可靠标识，以方便操作，以免造成混淆、误操作以及装配错误；

c）高压配电控制系统应具备一定的故障抵抗能力，能结合飞控系统给出的状态信息，在高压上电

前识别能源设备、高压配电系统及高压负载的状态，保障地面状态时发生故障能自主断电，飞

行中故障状态下依然能够维持安全飞行至降落；

d）高压配电控制系统运行过程中产生的热量应通过相关的设备进行散热，防止其对高压配电系统

中的设备产生影响；

e）高压配电控制系统应对航空器动力电源的电压、电流进行监控，在发生过压、欠压、过流、短

路等故障时，应断开外部动力电源供电；

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f）高压配电控制系统故障可被识别，且在需要备降的故障状态下，应支持熟练操作的驾驶员或操

控员完成备降流程。

5.2.2高压电缆

高压电缆应满足以下一般要求：

a）高压配电系统中的每根电缆应具有足够的载流能力；

b）在电路过载时可能过热的任何电缆或设备不应放出危险量的毒性烟；

c）高压配电系统中的动力电源电缆应设计成在有合理程度的变形和拉伸时不会劣化或失效，对于

使用场景中需要重复弯折的电缆，应能够承受运行中所要求的重复弯折而不发生故障；

d）对于无法由电路保护装置或其他过载保护措施保护的电缆，在故障情况下，其不应导致失火危

害。

5.2.3汇流条

高压配电系统中的汇流条应满足以下一般要求：

a）汇流条应能够承载其相连的电缆流入的总电流，并向后续电路分流；

b）汇流条在流过电流并分流时，不应产生有危害的高温。

5.2.4开关

开关应满足以下一般要求：

a）每个开关应能承载其额定电流；

b）应有一个总开关或等效的装置，允许地面状态随时切断动力电源和配电系统，用于切断整机的

高压配电输入，确保安全；如果所要求的总开关布置中包含单独的开关，则应提供一种装置，

以便由适当的飞行机组人员快速操作该开关布置；总开关或等效装置应受到保护，防止误操作；

c）如果负载电路是隔离或者屏蔽的，应在总开关断开后使其隔离或者屏蔽结构具备原有功能，以

防止可燃液体泄漏后被点燃；

d）当开关主动或被动切换时，其状态的改变应反馈给飞控系统，并确保飞控系统采取对应措施保

证飞行器能够持续安全飞行和着陆。

5.2.5电路保护装置

电路保护装置应满足以下一般要求：

a）所有电路均应安装电路保护装置，但其缺失不会造成危害的电路除外；

b）对于飞行安全所必不可少的电路保护装置，不应用于保护其他电路；

c）每个可复位的电路保护装置（“自动断路”装置，其跳闸机构不能由操纵器件来操控）应设

计成：如果存在过载或电路故障，不管操纵控制位置如何，该装置都将断开电路；

d）如果继续安全飞行和着陆需要将电路保护装置复位，则应在飞行中能够自主复位或为操作人员

提供易于复位的方法。

5.3电气性能要求

5.3.1导通

高压配电系统应符合电动航空器型号设计批准的图样中回路导通的要求，能够正常导通，包括屏蔽

层和接地点等，无短路、断路、错路现象，涉及功能模块的产品正常工作。

5.3.2绝缘电阻

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绝缘电阻应满足以下一般要求：

a）所有不在地电位下的电导体、接线柱和部件都应绝缘或以其他方式保护，以防止硬件无意中造

成短路或火花点火源；绝缘应防止磨损，非绝缘金属部件应粘接在设备上；

b）高压配电系统各个高压回路之间，各个高压回路与机体之间（漏电流检测除外）绝缘电阻≥20

MΩ；高压回路与相邻低压回路之间绝缘电阻≥10MΩ；

c）位于火灾或易燃泄漏区域的设备不得产生局部放电（电晕），如果在所有运行条件下均不能避

免设备局部放电，则应采取其他措施保证满足以下要求：

1）设备不受损坏，保持安全；

2）设备继续满足其性能要求；

3）设备可靠性和寿命不受影响；

4）所有电动航空器的其他系统的运行不受影响；

5）不能引发火灾；

6）不能对驾驶员、乘客或地面人员造成伤害；

d）阻燃和耐电弧要求：绝缘材料在受到电弧、爆炸或气体蒸汽的影响时，不应支持燃烧或形成导

电通路。

5.3.3耐电压

高压配电系统应考虑耐电压需求：

a）保障高压配电系统的可靠绝缘，避免产生电弧、火花放电等危害电动航空器安全的电气故障；

b）高压配电系统的设计应能承受满足要求的高电压绝缘测试需求，其内部各个高压回路之间，高

压回路与机体之间或低压回路之间进行耐压测试。

5.3.4载流温升

高压配电系统应考虑温升对系统性能影响：

a）高压配电系统加载额定的工作电流，或模拟电动航空器实际工况施加负载电流，高压配电系统

内各回路中温度采样点处最高温度不应超过元器件的耐受极限；

b）高压配电系统应配置过热保护开关，发生过热时，断开相应设备，或保证安全飞行或着陆情况

下，降额输出。

5.4安全防护要求

5.4.1过载保护

高压配电系统中的电路保护装置是为了保护航空器线路而设计，用于避免高压配电系统由于内部故

障或过载而造成相关设备损坏。当电高压配电系统发生过载故障时，应具有将故障隔离的能力，且故障

隔离区域最小。

5.4.2短路保护

高压配电系统应具有短路保护能力：

a）高压配电系统应具备对高压线路进行短路检测的能力；

b）应配备短路保护装置，发生短路时，具有将短路故障快速分断的能力。

5.4.3接地和搭接

高压配电系统应正确进行接地和搭接：

a）各高压电气设备与接地回路之间保持良好的搭接，且搭接电阻小于规定的数值；

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b）外壳接地点应有明显的接地标志。

5.4.4防触电

高压配电系统应考虑以下防触电需求。

a）应具有防触电保护及相应标识，防止高压系统对驾驶员、机组人员、乘客及地面人员造成伤害。

b）高压配电系统中任何部分的故障及可能有的故障组合都不应对驾驶员、机组人员、乘客及地面

人员构成不安全状态：

1）同一设备或相邻位置设备的电连接器应具有防插错功能；

2）高压电缆应采用红色、橙色等具有安全警示颜色的电缆；

3）高压配电系统中的元器件（如继电器、接触器、开关、电连接器、熔断器、断路器等）应

采用降额设计。

c）若高压器件直接暴露在用户可直接接触的范围（如：高压防护取消，或高压接插件未正常连接），

高压系统应能通过高压互锁装置实时检测到异常状态。

d）高压配电系统应设计绝缘监测机制，能对高压配电系统的绝缘状态进行实时监测；当高压配电

系统通过绝缘监测机制检测到绝缘阻值过低时，应在故障容错时间间隔内进入安全状态；不满

足消除条件时，不应退出安全状态。

e）高压配电系统通过高压互锁装置检测到高压器件直接暴露在用户可直接接触的范围时，应在故

障容错时间间隔内进入对应措施；不满足消除条件时，不应退出对应措施。

f）电容耦合应至少满足以下要求之一：

1）高压配电系统中，任何高压带电部件和电平台之间的总电容在其最大工作电压时存储的能

量应不大于0.2J；

2）高压线路至少有两层绝缘层、遮栏或外壳，或布置在外壳里或遮栏后，且这些外壳或遮栏

应能承受不低于10kPa的压强，不应发生明显的塑性变形。

5.4.5过热防护

高压配电系统应考虑以下过热防护需求：

a）电缆及连接器的电流不应超过与额定温度相等的热平衡状态下的电流，电缆及连接器的额定温

度是指线缆导体或绝缘体持续工作且性能不衰退所对应的温度；

b）应配置过热保护开关，发生过热时，断开相应设备，或保证安全飞行或着陆情况下，降额输出。

5.4.6碰撞保护

地面状态时，高压配电系统应具备在碰撞时（可能导致高压触电、起火、短路等危害人身安全的碰

撞）自动切断电源供电的能力。

6测试方法

6.1功能测试

高压配电系统应开展以下系统性能测试：

a）存在多汇流条的高压配电系统，应进行汇流条转换试验，验证高压配电系统中汇流条的相互转

换逻辑是否正确，转换时间是否满足设计要求；

b）供电品质试验，检查不同飞行阶段负载的组合情况及对高压配电系统突加、突卸负载以及带载

起动等