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整車(chē)電路設計優(yōu)化及應用分析論文
摘要:在汽車(chē)電路的設計開(kāi)發(fā)當中,很多工作是在驗證中進(jìn)行的,電路設計是否合理關(guān)系到行車(chē)的安全,電源分配、熔斷器與線(xiàn)型的選擇是關(guān)鍵的部分,線(xiàn)束連接與走向也同樣非常重要,本文通過(guò)實(shí)際案例,闡述了整車(chē)電路設計的要素與方法。
關(guān)鍵字:整車(chē)電路設計;汽車(chē);安全性
0前言
隨著(zhù)市場(chǎng)經(jīng)濟的快速發(fā)展,汽車(chē)工業(yè)與電子產(chǎn)品這兩個(gè)體量巨大的產(chǎn)業(yè)也開(kāi)始相互結合,電子產(chǎn)品越來(lái)愈多的應用到汽車(chē)上,尤其是一些乘用車(chē),對電子配置的需求尤其大。電子配置的增多,很大程度上影響著(zhù)汽車(chē)線(xiàn)路的設計,不能再按照以前的方法,僅僅增加一些支線(xiàn)路或是熔斷器來(lái)滿(mǎn)足要求。這種做法會(huì )造成整車(chē)用電的不合理分配,產(chǎn)生很大的安全隱患,導致車(chē)輛上市后出現的問(wèn)題比較多,短路現象頻現,甚至還有燒車(chē)的可能,影響了車(chē)輛的安全。所以,在汽車(chē)工業(yè)設計的過(guò)程中,整車(chē)電路的設計就顯得尤為重要,需要科學(xué)認真地去對待。
1整車(chē)電路設計
1.1電源分配設計
汽車(chē)電器件能否安全正常的工作,與汽車(chē)供電系統的設計合理與否有直接的關(guān)系,安全是汽車(chē)線(xiàn)路設計基本的出發(fā)點(diǎn)。汽車(chē)的電源分配設計主要從以下三個(gè)方面進(jìn)行。
。1)蓄電池直接供電的系統通常汽車(chē)的重要件或者安全件都是這部分電源的負載,例如,燃油泵工作的電源和重要控制器的電源等。通常稱(chēng)為30電或者常電。
。2)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)控制的供電系統在發(fā)動(dòng)機啟動(dòng)之后才開(kāi)始工作的電器件一般都是這部分電源的負載,主要使用發(fā)電機電源進(jìn)行供給。例如,制動(dòng)燈的電源和轉向燈的電源以及安全氣囊的電源等。通常稱(chēng)為點(diǎn)火電或者IG電。
。3)發(fā)動(dòng)機起動(dòng)時(shí)需卸掉的負載電源這部分電器件工作電流通常比較大,在發(fā)動(dòng)機進(jìn)行起動(dòng)時(shí),不需要進(jìn)行工作。通常有點(diǎn)煙器的電源以及收放機的電源等。通常稱(chēng)為ACC電源。
1.2線(xiàn)路保護的設計
線(xiàn)路保護裝置的主要作用是保護導線(xiàn),同時(shí)還要保護回路電器件。熔斷器和易熔線(xiàn)是常見(jiàn)的線(xiàn)路保護裝置。
。1)熔斷器熔斷器有慢熔式和快熔式兩種。慢熔式熔斷器一般是錫合金片,通常與感性的負載電路進(jìn)行串接;快熔式熔斷器一般是細錫線(xiàn),不但耐振動(dòng)性和可靠性強,結構也比較簡(jiǎn)單,容易檢測,因此,快熔式熔斷器相對應用比較廣泛。
。2)易熔線(xiàn)特殊的導線(xiàn)通過(guò)非常大的過(guò)載電流一定的時(shí)間后,能夠及時(shí)熔斷,將電源切斷,從而避免電路事故的發(fā)生,這就是易熔線(xiàn)。易熔線(xiàn)由絕緣層和導體組成,通常絕緣層是氯磺化聚乙烯,絕緣層相對比較厚,與同規格導線(xiàn)相比,易熔線(xiàn)一般比較粗。
1.3回路的設計
以某乘用車(chē)為例,在回路設計的時(shí)候,保證汽車(chē)安全的回路和容易出故障的回路必須要分開(kāi)設計。保證汽車(chē)安全的電路回路一般有制動(dòng)燈,轉向燈等等,而類(lèi)似室內燈、收放機、12V電源等等,都是容易出問(wèn)題的電路回路,這些用電器基本對安全功能沒(méi)有影響,只是實(shí)用型的電路。那么在設計之前,需要將這兩類(lèi)電路回路分開(kāi)設計,因為如果這些電路合并設計,則容易出現問(wèn)題。假設室內燈出現了問(wèn)題,由于電路都在一個(gè)回路上,所以一個(gè)室內燈的損壞有可能連帶著(zhù)整個(gè)電路有問(wèn)題,導致燒毀熔斷器,那么同一回路的制動(dòng)燈也會(huì )出現故障問(wèn)題,如果車(chē)輛正在行駛,特別是在高速路上行駛出現這種問(wèn)題的話(huà),就會(huì )有很大的安全問(wèn)題,甚至會(huì )引發(fā)交通事故,造成不必要的人員傷亡與財產(chǎn)損失。所以,在設計的過(guò)程中,與安全性相關(guān)的回路和容易出問(wèn)題的回路需要分開(kāi)設計,這樣才能夠保證在運行的過(guò)程中相互不影響,不引發(fā)安全問(wèn)題。另外就是重要的系統要單獨使用自己的回路。例如ABS是制動(dòng)防抱死系統,是汽車(chē)行駛過(guò)程中非常重要的系統,在汽車(chē)緊急制動(dòng)的時(shí)候,ABS系統能夠有效的防止車(chē)輪抱死而產(chǎn)生翻車(chē)事故,是汽車(chē)安全系統中重要的組成部分。某乘用車(chē)電路回路設計中,在原先的設計里,ABS回路與空調,組合儀表等回路共同使用了同一個(gè)熔斷器,這是非常危險的設計行為,因為ABS的制動(dòng)防抱死是急剎車(chē)過(guò)程中最重要的功能,這個(gè)功能需要在汽車(chē)行駛過(guò)程中都保證正常運行。
2熔斷器與線(xiàn)路的選型
2.1硬件選型
在進(jìn)行汽車(chē)電路的設計時(shí),在保證用電器正常使用的大前提下,盡量采用規模小的熔斷器和細的線(xiàn)型,以合理地降低成本。在某汽車(chē)電路方案的設計中,優(yōu)化之前的方案,示寬燈回路采用的是15A的熔斷器加上0.85的線(xiàn)型,其實(shí)這兩個(gè)數值指標都是相對比較浪費的。經(jīng)過(guò)優(yōu)化計算之后,研究人員發(fā)現其實(shí)只需要10A的熔斷器和0.5的線(xiàn)型就能夠滿(mǎn)足要求了,這樣就節約了很大一部分成本。需要說(shuō)明的是,在這里成本的節約并不是對質(zhì)量的縮減,而是在合理的范圍內盡量的減少浪費,達到可持續生產(chǎn)的效果。優(yōu)化之后的0.5的線(xiàn)型比0.85的線(xiàn)型每米足足便宜了1到2元,這在每月量產(chǎn)幾萬(wàn)輛車(chē)的生產(chǎn)線(xiàn)上是極大的節約。
2.2適配性選型
在電路設計的過(guò)程中,熔斷器與導線(xiàn)的適配是非常重要的概念。在配置上,兩者一定要做到合理的搭配,如果兩者不匹配,輕則造成成本的浪費,重則有安全風(fēng)險。如果熔斷器選擇過(guò)小,線(xiàn)束就過(guò)粗,造成不必要的浪費;而如果熔斷器選擇過(guò)大,這樣熔斷器對線(xiàn)束的保護功能就會(huì )失效,如果回路上通過(guò)了超過(guò)線(xiàn)束額定電流的而不會(huì )引起熔斷器熔斷的大電流,時(shí)間一長(cháng),導線(xiàn)就會(huì )被損壞,嚴重的還有線(xiàn)束冒煙起火的風(fēng)險,造成很大的安全事故。在某乘用車(chē)整車(chē)電路的設計中,后霧燈的控制回路,原設計只有一個(gè)21w的后霧燈,但是卻配了一個(gè)15A的熔斷器,這個(gè)配置存在較大的問(wèn)題。當后霧燈出現問(wèn)題導致電流過(guò)大時(shí),15A熔斷器并不能感應到電路故障,沒(méi)有發(fā)生熔斷,這樣,線(xiàn)束就有損壞的風(fēng)險,熔斷器就起不到線(xiàn)路保護的作用了,所以需要對熔斷器重新進(jìn)行選型。
3電路的合并
在整車(chē)電路的優(yōu)化中,電路的合并也是一種比較有效的方式。對于一些安全等級較低的,負載較小的電路,可以選擇合理的合并。合并的好處不僅僅在于能夠節約熔斷器和電器回路,同時(shí)維修時(shí)也更容易發(fā)現和解決問(wèn)題。
4總結
在整車(chē)電路的設計過(guò)程中,需要進(jìn)行反復的研究驗證,找到最優(yōu)解,在保證整車(chē)電路安全性的前提下,合理的選擇熔斷器與線(xiàn)型,同時(shí)考慮空間和成本上的節約,合并一些回路,使得整車(chē)電路的設計更加經(jīng)濟、合理。
參考文獻
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