电气间隙与爬电距离的相关设计

众所周知，48V相较12V电压上升，因此需要更大的爬电距离（安全绝缘路径）和电气间隙（安全绝缘间距）。这意味着部分连接器需要重新设计。

举例：以 TE Connectivity（泰科电子，简称TE）某大厂定点车型某48V产品为例，爬电距离/电气间隙参照IEC 60664-1和ISO21780要求，基于污染等级3、材料组别、环境、海拔条件，爬电距离和电气间隙设计参照如下：

	材料组别I	材料组别II	材料组别III
电气间隙（mm）	1.7	1.7	1.7
爬电距离（mm）	2.1	2.3	2.5

那么，更大到底是多大？参照怎样的标准？现有的标准是否足够应对革新挑战？今天我们来探讨以上问题。

连接器设计参照标准：IEC 60664-1:2020与ISO 21780:2020

IEC 60664-1:2020：更通用的低压系统绝缘配合标准，由国际电工标准化委员会IX-CENELEC发布。适用于低压系统（≤1000V AC/1500V DC）的绝缘配合设计，定义污染等级、材料组别、海拔修正等基础原则。

ISO 21780:2020：汽车专用的电气电子设备绝缘配合标准，由国际标准化组织（ISO）定义，全称《道路车辆—电气电子设备绝缘配合》。它在IEC 60664-1框架下，增加了汽车特殊工况要求：

振动、温度冲击、盐雾与油渍腐蚀等车载环境因素；

48V系统双电压架构的绝缘协调规则；

密封等级与污染等级的对应关系。

GB/T 45120-2024：是中国于2024年底发布的推荐性国家标准（全称《道路车辆 48V供电电压电气要求及试验》），在ISO 21780:2020基础上进一步提升了部分细节的要求。

优先级：中国汽车市场优先遵循GB/T 45120-2024；国际上车用48V系统优先遵循ISO 21780，未明确条款则引用IEC 60664-1。

关键参数一：污染等级（Pollution degree）

依据IEC 60664-1和ISO 21780，污染等级按环境导电风险分为4级，车用场景主要涉及2级与3级。

关键说明：

48V系统在机舱/底盘区域默认按污染等级3设计，需考虑粉尘、油污、冷凝水的复合影响。

密封性等级（如IP6K9K）可降低污染等级。全密封（IP67+）可视为等级2。

关键参数二：材料组别（Material Group）分类与CTI值

材料组别由相对漏电起痕指数（CTI）划分（参照IEC 60112标准），决定绝缘材料的抗表面放电能力。

关键说明：

48V系统推荐使用II组及以上材料（CTI≥400），若用IIIb组材料需额外增加20%爬电距离。

例如：48V电池包内PCB若采用FR-4（CTI=220，IIIa组），需按IIIa组查表计算爬电距离。

注：TE定点车型48V产品塑壳采用I组材料。

材料组别	CTI值范围
I	CTI ≥ 600
II	400 ≤ CTI < 600
IIIa	175 ≤ CTI < 400
IIIb	100 ≤ CTI < 175

其他关键设计考量

电气间隙（Clearance）:主要取决于工作电压+过压类别+污染等级。

基础要求（污染等级3，海拔≤2000m）

冗余设计：实际需叠加瞬态过电压（如考虑负载突降影响），预留安全冗余。

爬电距离（Creepage）

核心变量：工作电压+材料组别+污染等级。

密封性影响：

全密封（IP67+）：可按污染等级2设计。

非密封：污染等级3下，若用IIIb材料（CTI<175），需额外增加爬电距离20%（例：48V DC需≥3.0mm）。

双重绝缘：48V系统一次侧（高压）对车身需电气间隙+爬电距离要求双重达标。

现有标准：仍有局限

现行标准IEC 60664-1未涵盖车载动态应力影响（如振动、温度冲击），而ISO 21780:2020当初主要针对过电压点高达70V的轻混动力汽车（MHEV）所制定，其爬电距离和电气间隙仍基于稳态电压设计，对于负载突降、开关浪涌等因素导致的瞬态电压激增情况未明确要求。GB/T 45120-2024增加了更多细节考量，但对于开关浪涌抑制，以及长久使用下的EMC考量、深度盐雾腐蚀、密封材料老化造成降距风险等，特别针对机舱高振动区、800V/48V共板区域，以及高原/沿海热销车型，车厂仍需加强标准提升，关注人车安全。

凭借80余年的丰富连接技术经验和48V架构整车量产案例，TE可基于客户的实际架构设计和环境需求，根据客户目标市场要求的标准提供量体裁衣的专家建议，为48V连接解决方案提供因地制宜的产品，在架构革新的同时，提供足具安全保障又兼顾整体性价比的方案。