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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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