从汽车整车电气原理到2D线束的转化设计研究

2017-04-24 17:07:07·
 
前言 在电气原理设计中,是将整车电气系统利用符号进行合理的连接,从而对电路的原理、电气系统部件的连接关系等进行清晰的反映,有利于快速的对电气设备故障进行排除。线束3D设计,能够对不同区域的固形形式、固定孔位、保护情况、过孔密封、线束直径等进行模拟仿真,对装配的干涉情况进行验证。一、线束总体方案的设计原

  前言

    在电气原理设计中,是将整车电气系统利用符号进行合理的连接,从而对电路的原理、电气系统部件的连接关系等进行清晰的反映,有利于快速的对电气设备故障进行排除。线束3D设计,能够对不同区域的固形形式、固定孔位、保护情况、过孔密封、线束直径等进行模拟仿真,对装配的干涉情况进行验证。

    一、线束总体方案的设计原则

    应当按照电气原理的要求,分配能源给每个线路和子系统。在线束的设计中,其中心通常为中央电器盒,从而达到方便检修、降低成本、节省空间、集中供电等目的。在整车线束设计当中,共有三个电器盒,分别为发动机舱电器盒、仪表电器盒和电源总熔断电器盒。在线束设计过程中,应当重视其可靠性和安全性,防止热聚积的情况,同时应当便于生产和装配。因此要分段和分组设计线束,划分同一子系统或统一部位为一组。同时应当避免过多的分段,以免影响电性能,产生过大的电压,或引发电器故障。

    另外,在线束设计中,应当尽量缩短走向,降低线路压降。在满足强度和性能的基础上,尽量缩小线束截面积。对于线束搭铁应当具备防信号干扰、安全牢靠等特点,针对不同的电器件,应当采用不同的组合方式。在保护和固定线束时,应当避免干涉、摩擦、噪声等情况。此外,还要考虑到维修和装配的便利性、线束连接处的易操作性、贯通处的集合弯曲限度等。

    二、2D线束设计的基本流程

    应当按照负载的分配情况、电气原理要求等因素,对熔断器盒进行适当的设计。例如,在某款SUV汽车当中,共设计了三个电器盒。其中,电源总熔断器盒对总熔断器进行了集结,对前舱电器盒与仪表电器盒分配总电源。导电片的前部配合安装正极接头,后部与电源分配接柱之间利用平板式熔断片进行连接,并且用螺栓紧固。仪表电器盒与前舱电器盒对于全车负载分配进行集结,线路板结构利用PCB印制。在电气部分外壳上直接插入线束保护套,防止发生铜条结构的不良接触,对装配线束较为有利。

    在对电路走向加以分析的基础上,对全车线束的结合情况与分段设计图进行绘制。结合线路走向和电器件布置,对全车清晰的2D布线图进行绘制,为线路走向和2D线束图的绘制提供参考依据。在综合设计各段线束的过程中,主要包括设计线束固定保护、制定插接件引脚定义、选取适当材料等。通过以上步骤的准备,最后绘制出相应的2D线束图。

    三、各段线束的综合设计

    (一)仪表板

    在车辆当中,仪表板线束的作用主要是对各类开关等控制模块进行集结,以及对全车负荷进行集中分配等。在驾驶员对指令的发出和对信号的接收方面,发挥着不可替代的重要作用。由于仪表板具备相对良好的工作环境,因此对于选取材料等方面的要求不是很高。不过,由于其是全车电气的核心,因此要求具备较高的电性能。

    (二)发动机舱和发动机

    在发动机舱线束中,对空调、洗涤刮水器、报警灯、照明灯等电器设备的线束进行了集结。在这一位置当中,振动较大、温度较高、工作环境相对比较恶劣。同时,还要考虑到挥发性气体的腐蚀、工业溶剂和水的预防,因此对于材料选择等方面,具有较高的要求。

    (三)驾驶室内

    在汽车的驾驶室当中,电器设备线束的数量较少,主要是发挥对接其他线束,进行回路的过渡。其工作环境较为一般,但是车身上具有很多的锋利部位,因此应当对其外观的包扎进行良好的设计。此外,在其它方面并没有特殊的要求。

    (四)车门

    在车门线束当中,主要是对闭锁系统、扬声器、后视镜电动机、玻璃升降系统等进行集合。在车门位置,内饰板对线束进行了较为良好的覆盖,因此工作环境较为理想。由于考虑到车门需要经常性的进行开关,因此线束材料应当具备较高的强度。

    (五)蓄电池

    蓄电池中的线束分为负极线和正极线,在全车电流负荷当中,它是最终的集结点和供电的源头。因此,对于全车的电器性能发挥来说,蓄电池线束的设计质量,将会产生直接的影响。如果设计不合理,甚至可能会引发重大的安全事故。

    四、2D线束图的绘制

    在完成线束设计之后,就应当进行2D线束图的绘制。在线束图当中,必须对线束分支的实际走线进行准确的描述,同时可添加一些文字说明,以便于理解。在图纸中,应当按照原物的外形绘制熔断丝盒、插接件等产品,同时标明定位结构。采用前端正视投影的方式绘制插接件,真实的绘制混合型和圆形护套。在插接件中应当分别标明截面、颜色和线号,对于特殊的材质和颜色要求,应当特别标明。通常用实心黑点来代表分支点和测量,同时在分支的中间位置标注尺寸。对于橡胶件、扎带、卡扣等,应当绘制出大体形状,标明固定方向、出头长度、出头方向等。在图中,还应当采用相应的符号对外观包扎的方式进行表示,标清管材的长度、内径等信息。最后要将各项技术的具体要求在图纸的下方进行明确的标注和说明,例如公差要求、尺寸测量方式、线束的材质等。对于线束图的其它方面内容,厂家在进行具体设计和绘制的过程中,可以根据客户的具体需求,进行相应材料的增减。

    五、结论

    在当前社会中,随着各项先进科技的不断发展和应用,汽车电子技术也得到了很大的进步。目前,在汽车行业的技术发展当中,CAN总线以及其它的集成模块控制已经成为了主流趋势。汽车的线束设计和线束生产模式也受到其影响,得到了很大的进展。