整車電路設(shè)計(jì)
一、電源分配設(shè)計(jì) 汽車的供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理,直接關(guān)系到汽車電器件的正常工作與否和全車的安全性,因此世界各國的汽車線束設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)基本都是以安全為主。
整車電氣系統(tǒng)基本上由3個(gè)部分組成:
蓄電池直接供電系統(tǒng)(一般稱常電或30電)。這部分的電源所接負(fù)載一般都是汽車的安全件或重要件,主要目的是在為這些件提供電能時(shí)盡量少的加以控制,確保這些件即使汽車發(fā)動(dòng)不起來也能短暫正常工作,以方便到站點(diǎn)維修等。
如:發(fā)動(dòng)機(jī)ECU及發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器的工作電源、燃油泵的工作電源、ABS控制器的電源、診斷接口電源等。
點(diǎn)火開關(guān)控制的供電系統(tǒng)(一般稱為IG檔、15電或ON檔電)。這部分電器件基本上是在發(fā)動(dòng)機(jī)工作運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下才使用,取自發(fā)電機(jī)的電源,避免了為蓄電池充電時(shí)爭電源的可能性。如:儀表電源、制動(dòng)燈電源、安全氣囊電源等。
發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)卸掉負(fù)載的電源(一般稱為ACC電源)。這部分電器件一般所帶的負(fù)載較大,且在汽車起動(dòng)時(shí)不必工作。一般有點(diǎn)煙器電源、空調(diào)電源、收放機(jī)電源、刮水器電源等。 2線路保護(hù)設(shè)計(jì)線路保護(hù)就是要對(duì)導(dǎo)線加以保護(hù),兼顧對(duì)回路電器件的保護(hù)。保護(hù)裝置主要有熔斷器、斷路器和易熔線。
1.熔斷器的選取原則
發(fā)動(dòng)機(jī)ECU、ABS等對(duì)整車性能及安全影響大,另外,易受其他用電設(shè)備千擾的電器件必須單設(shè)熔斷器。
發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器、各類報(bào)警信號(hào)燈和外部照明燈、喇叭等電器件對(duì)整車性能及安全影響也較大,但該類電負(fù)荷對(duì)相互間的干擾并不敏感。因此,這類電負(fù)荷可以根據(jù)情況相互組合,共同使用一個(gè)熔斷器。對(duì)于為增加舒適性而設(shè)置的普通電器件類的電負(fù)荷可以根據(jù)情況相互組合,共同使用一個(gè)熔斷器。
熔斷器分快熔式和慢熔式。快熔式熔斷器的主要部件是細(xì)錫線,其中片式熔斷器結(jié)構(gòu)簡單、可靠性和耐振好、易檢測,所以被廣泛采用;慢熔式熔斷器實(shí)際上是錫合金片,這種結(jié)構(gòu)的熔斷器一般串接到感性負(fù)載的電路中,如電機(jī)電路。
電阻型的負(fù)載與電感型的負(fù)載盡量避開使用同一個(gè)熔斷器。 一般根據(jù)電器件的最大連續(xù)工作電流計(jì)算并確定熔斷器容量,可按經(jīng)驗(yàn)公式:熔斷器額定容量=電路最大工作電流÷80%(或70%)。
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斷路器最大的特點(diǎn)是可恢復(fù)性,但其成本較高,使用較少。斷路器一般都是熱敏機(jī)械裝置,它利用兩種金屬的不同熱變形,使觸點(diǎn)開閉或自行接通。新型的斷路器,使用PTC固體材料作為過流保護(hù)元件,它是一種正溫度系數(shù)的電阻,根據(jù)電流或溫度的高低斷開或接通。這種保護(hù)元件的最大優(yōu)勢(shì)是當(dāng)故障排除后能自動(dòng)接通,不需人工調(diào)節(jié)和拆換。
3.易熔線
易熔線的特點(diǎn)是當(dāng)線路通過極大的過載電流時(shí),易熔線能在一定的時(shí)間內(nèi)(一般≤5s)熔斷,從而切斷電源,防止產(chǎn)生惡性事故。易熔線也是由導(dǎo)體和絕緣層構(gòu)成,絕緣層一般為氯磺化聚乙烯材料,因?yàn)榻^緣層較厚,所以看。起來比同規(guī)格的導(dǎo)線粗。
易熔線一般接在蓄電池直接引出的電路中。易熔線的常用的公稱截面有0.3mm2、0.5mm2、0.75mm2、1.0mm2、1.5mm2,甚至還有8mm2等更大截面的易熔線。易熔線的導(dǎo)線線段長度分為(50±5)mm、(100±10)mm、(150±15)mm3種。
易熔線應(yīng)有明顯的標(biāo)志,當(dāng)其熔斷后,其標(biāo)志仍應(yīng)存在以便于更換。易熔線的熔斷特性如表1所示。
3、繼電器的選取設(shè)計(jì)繼電器分為電流式和電壓式2種。
一般根據(jù)用電器的功率和開關(guān)的承載能力來決定是否選用繼電器。常用繼電器的設(shè)備一般有刮水器、喇叭、除霜、前照燈、霧燈、風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)、轉(zhuǎn)向燈(閃光器)等。繼電器分6V、12V、24V3種,常用的繼電器額定電壓為12V。
選用繼電器要參考的技術(shù)要求:①可靠性好;②性能穩(wěn)定;③質(zhì)量輕、體積小、壽命長,對(duì)周圍元器件影響小;④結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好、成本低。線束三維布局走向設(shè)計(jì) 此流程主要是模擬仿真不同區(qū)域的線束走向、直徑,考慮線束過孔的密封和保護(hù),模擬線束的固定孔位和固定方式等,如圖1所示。三維布線用的主要軟件有PRO-E、UG和CATIA等。插接件的選取設(shè)計(jì) 插接件是線束的核心部件,插接件的性能直接決定著線束整體的性能,而且對(duì)全車的電器穩(wěn)定性、安全性起著決定性的作用。
1、插接件的選取設(shè)計(jì)原則插接件選取要保證與電器件的良好接觸,使接觸電阻降為最低,提高可靠性,優(yōu)先選用雙彈簧式壓緊結(jié)構(gòu)的插接件。
根據(jù)導(dǎo)線的截面積和通過電流的大小合理選擇插接件。
發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)對(duì)接的護(hù)套,由于艙內(nèi)溫度、濕度偏大且存在著很多腐蝕性氣體和液體,因此一定要選擇防水性護(hù)套。
在同一條線束中若用同一種護(hù)套,其顏色一定要有區(qū)別?;谄囃庥^的整體協(xié)調(diào)性,在發(fā)動(dòng)機(jī)艙中應(yīng)優(yōu)先選用黑色或深色的護(hù)套。
為減少線束對(duì)接用護(hù)套的種類和數(shù)量,優(yōu)先選用混合型件,使裝配固定方便。
對(duì)于要求性能較高的安全氣囊、ABS、ECU等用的端子插接件,應(yīng)優(yōu)先選用鍍金件以保證安全可靠性。
2、插接件原材料(材質(zhì))性能分析端子材質(zhì)(銅件)
插接件用的銅主要是黃銅和青銅(黃銅的硬度比青銅的硬度稍低),其中黃銅占的比重較大。另外,可根據(jù)不同的需求選擇不同的鍍層。